p O dispositivo de fabricação para a revolução da bateria parece bastante discreto:é uma versão modificada, impressora 3D disponível comercialmente, localizado em uma sala do prédio do laboratório da Empa. Mas a verdadeira inovação está na receita das tintas gelatinosas que esta impressora pode dispensar em uma superfície. A mistura em questão é composta por nanofibras de celulose e nanocristalitos de celulose, mais o carbono na forma de negro de fumo, grafite e carvão ativado. Para liquidar tudo isso, os pesquisadores usam glicerina, água e dois tipos diferentes de álcool. Mais uma pitada de sal de cozinha para condutividade iônica. p Um sanduíche de quatro camadas

p Para construir um supercapacitor funcional a partir desses ingredientes, quatro camadas são necessárias, todos fluindo para fora da impressora 3D um após o outro:um substrato flexível, uma camada condutora, o eletrodo e finalmente o eletrólito. A coisa toda é dobrada como um sanduíche, com o eletrólito no centro.

p O que surge é um milagre ecológico. O mini-capacitor do laboratório pode armazenar eletricidade por horas e já pode alimentar um pequeno relógio digital. Pode suportar milhares de ciclos de carga e descarga e anos de armazenamento, mesmo em temperaturas de congelamento, e é resistente a pressão e choque.

p Fonte de alimentação biodegradável

p Melhor de todos, no entanto, quando você não precisar mais dele, você pode jogá-lo no composto ou simplesmente deixá-lo na natureza. Depois de dois meses, o capacitor terá se desintegrado, deixando apenas algumas partículas de carbono visíveis. Os pesquisadores já tentaram isso, também.

p "Parece muito simples, mas não foi de todo, "diz Xavier Aeby, do laboratório de Celulose e Materiais de Madeira da Empa. Foi necessária uma longa série de testes até que todos os parâmetros estivessem certos, até que todos os componentes fluam de forma confiável da impressora e o capacitor funcione. Diz Aeby:"Como pesquisadores, não queremos apenas brincar, também queremos entender o que está acontecendo dentro de nossos materiais. "

p Junto com seu supervisor, Gustav Nyström, Aeby desenvolveu e implementou o conceito de dispositivo biodegradável de armazenamento de energia elétrica. Aeby estudou engenharia de microssistemas na EPFL e veio para a Empa para fazer o doutorado. Nyström e sua equipe vêm investigando géis funcionais baseados em nanocelulose há algum tempo. O material não é apenas amigo do ambiente, matéria-prima renovável, mas sua química interna o torna extremamente versátil. “O projeto de um sistema de armazenamento de energia elétrica biodegradável está no meu coração há muito tempo, "Nyström diz." Nós solicitamos financiamento interno da Empa com nosso projeto, Baterias de papel impresso, e pudemos iniciar nossas atividades com esse financiamento. Agora alcançamos nosso primeiro objetivo. "

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p Aplicativo na Internet das Coisas

p O supercapacitor pode em breve se tornar um componente-chave para a Internet das Coisas, Nyström e Aeby esperam. "No futuro, tais capacitores podem ser carregados brevemente usando um campo eletromagnético, por exemplo, então, eles poderiam fornecer energia para um sensor ou microtransmissor por horas. "Isso poderia ser usado, por exemplo, para verificar o conteúdo de pacotes individuais durante o transporte. Sensores de energia no monitoramento ambiental ou na agricultura também é concebível - não há necessidade de coletar essas baterias novamente, pois podem ser deixados na natureza para se degradar.

p O número de microdispositivos eletrônicos também estará aumentando devido a um uso muito mais difundido de diagnósticos laboratoriais próximos ao paciente ("teste de ponto de atendimento"), que está crescendo atualmente. Pequenos dispositivos de teste para uso ao lado do leito ou dispositivos de autoteste para diabéticos estão entre eles. "Um capacitor de celulose descartável também pode ser adequado para essas aplicações, "diz Gustav Nyström.