Bateria do futuro pode contar com "poder de cura"

Por Rafael Gazzarrini em 19 de Novembro de 2013

Cientistas trabalharam para manter a durabilidade do silício e aumentar o tempo de vida do componente

Na esquerda, o material é danificado normalmente, enquanto do outro lado ele começa a se regenerar. (Fonte da imagem: Reprodução/Engadget)

Quando o assunto é o futuro das baterias feitas para gadgets em geral, grande parte dos cientistas aposta no silício — e o motivo para isso é a capacidade do material de absorver energia durante a recarga, o que garante um período de funcionamento do aparelho em questão. No entanto, há um problema relativamente grave.

Quando baterias deste tipo estão carregando, o material utilizado acaba se expandindo, originando quebras (elas são parecidas com rachaduras e literalmente se despedaçam). Com isso, o componente acaba perdendo a sua capacidade de guardar energia aos poucos, o que faz com que ele se torne inútil em um curto espaço de tempo.

Por conta disso, cientistas começaram a trabalhar para fazer com que essa espécie de quebra não aconteça. A inspiração veio de revestimentos feitos para robôs, que são capazes de se regenerar — há até mesmo um celular com essa característica. Dessa maneira, o problema com o silício começa a ser resolvido.

Aumentando a durabilidade...

Neste caso, os pesquisadores de Stanford conseguiram desenvolver um polímero de silicone que envolve o silício. Por conta das sua estrutura de baixas ligações químicas, essa “pele” é capaz de se juntar novamente, regenerando grande parte do dano sofrido. Dessa maneira, a bateria construída pode durar um tempo bastante considerável.

Os primeiros testes já começaram a surtir efeitos positivos, já que a bateria com o “poder de cura” conseguiu durar 100 ciclos de carga e descarga. No entanto, o objetivo dos responsáveis pelo projeto é o de fazer com que ela dure 3 mil — e aí, você acha que eles conseguem?

Fonte: Engadget, Gizmodo, Universidade de Stanford

Como nascem os computadores!

Fonte:  Boadica

Coletor sem fios recupera energia perdida no ambiente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/11/2013

O coletor é formado por cinco células de um metamaterial criado com placas de fibra de vidro e fios de cobre. [Imagem: Duke University]

 

 

Célula de colheita de energia

Usando materiais de baixo custo, dois estudantes da Universidade de Duke, nos Estados Unidos, construíram um dispositivo de colheita de energia com uma eficiência semelhante à dos modernos painéis solares.

O dispositivo sem fios converte sinais de micro-ondas em corrente contínua capaz de recarregar a bateria de um telefone celular ou outro pequeno aparelho eletrônico.

Ele opera segundo um princípio similar ao das células solares, que convertem a energia da luz em corrente elétrica.

Mas, em vez de semicondutores, o conversor utiliza metamateriais, estruturas capazes de capturar várias formas de energia e ajustá-las com objetivos específicos - construir mantos da invisibilidade, por exemplo.

Allen Hawkes e Alexander Katko usaram fios de cobre para construir, sobre cinco placas de fibra de vidro, bobinas que captam micro-ondas.

Submetidas a um campo de micro-ondas de 900 MHz, as placas geraram uma tensão de 7,3 volts - para comparação, os carregadores USB disponibilizam 5 volts.

A potência disponibilizada, contudo, vai depender da energia que estiver disponível no ambiente.

"Queríamos a maior eficiência energética possível," conta Hawkes. "Estávamos com algo em torno de 6 a 10 por cento, mas com este desenho conseguimos melhorar drasticamente a conversão de energia para 37%, o que é comparável ao que é alcançado com as células solares."

Reciclagem de energia

Embora a potência fornecida não seja grande, o mais interessante do projeto é que o coletor de energia pode ser ajustado para captar o sinal de outras fontes de energia, incluindo sinais de satélite, sinais sonoros ou sinais de Wi-Fi.

Isso poderia eventualmente ajudar a reciclar o mar de ondas eletromagnéticas em que estão mergulhadas as cidades atualmente.

Um revestimento de metamaterial instalado no teto, por exemplo, poderia recuperar o sinal Wi-Fi que está sendo perdido e convertê-lo em energia, o mesmo podendo ser feito com as demais frequências.

Outra aplicação poderia ser para melhorar a eficiência energética dos aparelhos, recuperando a potência perdida durante o uso.

"As propriedades dos metamateriais permitem uma flexibilidade de projeto que não é possível com dispositivos comuns, como as antenas," disse Katko.

"Quando as antenas tradicionais ficam próximas umas das outras elas começam a conversar entre si e interferem uma no funcionamento da outra. O processo usado para criar o nosso metamaterial leva esses efeitos em conta, permitindo que as células trabalhem em conjunto," completou.

Com modificações adicionais, os pesquisadores afirmam que o metamaterial coletor de energia poderia ser incorporado em um telefone celular, repondo uma parte, ou mesmo toda a carga da bateria do aparelho sem precisar plugá-lo em nada.

Bibliografia:

A microwave metamaterial with integrated power harvesting functionality
Allen M. Hawkes, Alexander R. Katko, Steven A. Cummer
Applied Physics Letters
Vol.: 103, 163901
DOI: 10.1063/1.4824473

Grafeno pode ajudar a criar bateria que dura semanas e recarrega em minutos

Por Fernando Daquino em 25 de Outubro de 2013

No lugar das tradicionais reações químicas usadas atualmente, a tecnologia armazena a energia na superfície porosa do silício

 

 

Chip de silício com superfície porosa próximo ao forno especial onde ele é coberto por grafeno para criar um eletrodo supercapacitor. (Fonte da imagem: Reprodução/ Joe Howell para Vanderbilt University)

O grafeno é realmente uma substância fantástica, basta você dar uma passada em nossa seção de notícias destinada a ele para conferir a enorme quantidade de tecnologias revolucionárias que esse componente está ajudando a criar.

Um dos mais recentes estudos relacionados com tal material, publicado no periódico científico Nature, está sendo elaborado por pesquisadores da Universidade Vanderbilt, localizada em Nashville, no Tennessee (EUA).

A pesquisa prevê o desenvolvimento de células de energia de silício as quais seriam capazes de gerar baterias com autonomia de funcionamento de semanas e que poderiam ser recarregadas em questão de minutos.

Assim como as baterias convencionais, o “supercapacitor de silício”, como está sendo chamado o protótipo da tecnologia até o momento, tem como base um chip de silício. Em contrapartida, em vez de armazenar energia por meio de reações químicas, a novidade guarda eletricidade reunindo íons na superfície porosa do silício.

Porém, devido à característica do silício de reagir com alguns dos produtos usados nos eletrólitos que geram os íons, os pesquisadores revestiram o componente com grafeno. Além de proteger o silício, a substância adicionada potencializa em duas vezes a densidade energética do dispositivo.

É essa combinação que possibilita ao supercapacitor de silício armazenar energia por tanto tempo a mais que as baterias atuais. A tecnologia ainda está em desenvolvimento e não possui previsão de estar disponível comercialmente.

Clique aqui para acessar o estudo na íntegra (PDF em inglês).

 

Fonte: Nature, Vanderbilt University

USB sem fios compartilha arquivos por proximidade

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/10/2013

O aparelho, que funciona por proximidade, é tão pequeno que pode ser fixado na unha.[Imagem: VTT]

 

 

Toque e transfira

Esqueça os pendrives e não se preocupe em conectar seu tablet, celular ou notebook à rede.

Agora já é possível trocar dados entre esses equipamentos usando um aparelho que é tão pequeno que pode ser fixado sobre a unha do dedo.

Segundo os pesquisadores do Centro de Pesquisas Técnicas VTT, na Finlândia, o equipamento funciona como uma interface que permite a troca de arquivos de um aparelho para outro com apenas um toque - nos aparelhos que possuem tela sensível ao toque.

Batizado do InTouch, o dispositivo pode ser fixado na unha, em um anel ou pulseira, o que é necessário porque ele é acionado por proximidade com o aparelho de destino.

A seguir, é só tocar no ícone referente ao programa de controle do dispositivo para que seja possível a recepção, transmissão e compartilhamento de fotos, vídeos ou qualquer ou outro arquivo.

Aqui o Intouch nas versões anel e pulseira. [Imagem: VTT]

 

 

Comunicação de campo próximo

Segundo o instituto, as áreas de aplicação do InTouch vão muito além do mercado de consumo e entretenimento, podendo incluir aplicações em automóveis, na indústria, logística e saúde.

"Do ponto de vista do usuário final, a transferência de dados entre dispositivos hoje é feita com cartões de memória, conexões ponto-a-ponto de curto alcance (por exemplo, Bluetooth) ou pela nuvem (compartilhamento de serviços). Fundamentalmente, todos estes métodos são dependentes de dispositivos tradicionais e métodos de uso normalizados, por exemplo hierarquias de menus," diz a nota do instituto.

Já com o InTouch, a interface de usuário funciona por meio de telas sensíveis ao toque obedecendo ao padrão NFC (Near Field Communication), um protocolo criado originalmente para smartphones, que estabelecem uma comunicação via rádio pela mera aproximação de dois aparelhos.

Os pesquisadores comparam a tecnologia com um "USB sem fios".

No caso do novo dispositivo, basta aproximá-lo do smartphone, tablet ou computador que dê suporte ao padrão NFC e a conexão é feita automaticamente quando se toca no ícone de seu aplicativo.