Grandes mentes muitas vezes pensam à frente de seu tempo. Isto foi certamente verdade para Thomas Edison, que imaginou o potencial dos veículos eléctricos muito antes de estes se tornarem moda. Mas durante a vida de Edison, os rápidos avanços tecnológicos nos carros movidos a gasolina empurraram a sua ideia – especificamente uma bateria de níquel-ferro para proto-VEs – para segundo plano. Até agora.
Em uma edição recente da revista científica Pequenoos engenheiros relataram que haviam “tirado uma página do livro de Edison” ao desenvolver uma bateria de níquel-ferro usando novas ferramentas de nanotecnologia, conforme explicaram em um declaração. Dito isto, a bateria reformulada parece ser mais adequada para armazenar energia photo voltaic do que para alimentar carros, que period a intenção unique de Edison. Independentemente disso, o experimento traz de volta as ideias do inventor com nova relevância, mesmo que seja impulsionado pela ciência moderna.
Uma ideia não esquecida
O design unique de Edison period muito mais desajeitado do que o novo protótipo. De acordo com a Scientific American, pesado “124,5 libras a 186,5 libras por cavalo-vapor hora em seus terminais.” Utilizava telas de ferro e níquel para o ânodo e cátodo, respectivamente, submersas em um eletrólito de hidróxido de potássio, como Nuts & Volts explica. Também period potencialmente perigoso, tendo um tendência para liberar hidrogênio durante o carregamento.
Mas houve certos aspectos do design que chamaram a atenção dos cientistas modernos, não apenas daqueles que estão por trás do novo protótipo de bateria. Em 2017, por exemplo, uma equipa sediada nos Países Baixos encontrado uma maneira de utilizar o vazamento de hidrogênio do projeto de Edison para criar combustível renovável.
Em contraste, a nova bateria é uma reimaginação mais direta da ideia de Edison, na medida em que se concentra na própria bateria e não nos seus subprodutos. O protótipo, desenvolvido por cientistas da Universidade da Califórnia, em Los Angeles (UCLA), é um nanoaglomerado de níquel e ferro, embalado em subprodutos moleculares da produção de carne bovina.
O esqueleto pure
Sim, você leu corretamente – produção de carne bovina. Pode parecer uma receita estranha para uma bateria, mas os pesquisadores se inspiraram em processos naturais ao formular seu projeto. Especificamente, eles pegaram dicas da maneira como os animais formam os ossos e os mariscos constroem suas conchas. Os esqueletos são normalmente formados através da ação coordenada de proteínas que ajudam o corpo a coletar compostos à base de cálcio.
“A disposição dos minerais da maneira correta cria ossos fortes, mas flexíveis o suficiente para não serem quebradiços”, explicou Ric Kaner, coautor do estudo e bioquímico da UCLA. “A forma como é feito é quase tão importante quanto o materials utilizado, e as proteínas orientam a forma como são colocadas.”
Uma nanobateria enrugada
O format da bateria é assim: As moléculas de proteína têm muitos cantos e recantos em sua estrutura dobrada. Os pesquisadores adicionaram aglomerados de níquel e ferro – correspondentes aos eletrodos positivo e negativo, respectivamente – nas dobras e, em seguida, combinaram as moléculas com uma folha ultrafina feita de átomos de carbono e oxigênio.
O superaquecimento deste sistema retirou o oxigênio e incorporou os minúsculos aglomerados metálicos hospedados em proteínas no materials, criando uma estrutura semelhante a um aerogel. Este arranjo permitiu aos pesquisadores maximizar a área de superfície da bateria.
Isso significa que “quase todos os átomos podem participar da reação”, disse Maher El-Kady, coautor do estudo e bioquímico da UCLA, acrescentando que isso acelera enormemente o processo de carga e descarga da bateria.
“As pessoas muitas vezes pensam nas ferramentas modernas de nanotecnologia como complicadas e de alta tecnologia, mas a nossa abordagem é surpreendentemente simples e direta”, disse El-Kady. “Estamos apenas misturando ingredientes comuns, aplicando etapas de aquecimento suaves e usando matérias-primas amplamente disponíveis.”
Um retorno com intenções renovadas
Nos testes iniciais, o protótipo mostrou que poderia recarregar em poucos segundos, repetindo com sucesso os seus ciclos de carga 12.000 vezes. Isso equivalia a mais de 30 anos de recargas diárias, segundo os pesquisadores.
No entanto, como admite a equipa, a bateria não corresponde às capacidades das baterias de iões de lítio utilizadas em veículos elétricos. A bateria inspirada em Edison seria mais adequada para armazenar o excesso de eletricidade gerada por fazendas solares ou como fonte de energia de reserva em information facilities, disseram eles.
