Superbateria usa alta pressão para armazenar energia

O novo material, produzido a uma pressão similar à encontrada a meio caminho do centro da Terra, é a forma de energia mais condensada que se conhece, à exceção da energia nuclear. Imagem: Kim et al./Nature Chemistry

Usando pressões extremamente altas, equivalentes às encontradas nas profundezas da Terra ou em um planeta gigante, cientistas criaram um novo material capaz de armazenar quantidades enormes de energia.

“É a forma de armazenamento de energia mais condensada que se conhece, à exceção da energia nuclear,” explica o Dr. Choong-Shik Yoo, da Universidade do Estado de Washington, nos Estados Unidos, que coordenou a pesquisa.

Bigorna de diamante

O grupo do Dr. Yoo criou o novo material usando uma bigorna de diamante, um pequeno dispositivo de 5 x 7,5 centímetros de diâmetro, capaz de produzir pressões extremamente altas em um pequeno espaço.

As bigornas de diamante são também conhecidas pela sigla DAC, do inglês Diamond Anvil Cell.

A bigorna de diamante foi usada para pressionar um cristal de difluoreto de xenônio (XeF2), gerando um material com uma estrutura super compacta e até hoje desconhecida.

Redes metálicas tridimensionais

Sob pressão atmosférica normal, as moléculas do cristal ficam relativamente distantes umas das outras. Mas, conforme os pesquisadores foram aumentando a pressão no interior da câmara, o material tornou-se um semicondutor bidimensional, parecido com o grafite.

Ao atingir uma pressão superior a 1 milhão de atmosferas – a pressão encontrada a meio caminho para o centro da Terra – as moléculas formaram redes metálicas tridimensionais.

Essas estruturas em rede, com moléculas fortemente ligadas, estão na verdade armazenando na forma de energia química – ou de estrutura molecular – a enorme quantidade de energia mecânica de compressão gerada pela bigorna de diamante.

Recuperar a energia

Em entrevista ao Site Inovação Tecnológica, o Dr. Yoo (centro) afirmou que a pesquisa ainda não lidou com uma forma de recuperar a energia armazenada pela superbateria. Imagem: WSU

A pesquisa ainda se insere na categoria de pesquisa básica e está distante de se transformar em uma bateria utilizável.

Em entrevista ao Site Inovação Tecnológica, o Dr. Yoo afirmou que a pesquisa ainda não lidou com uma forma de recuperar a energia armazenada: “Embora isso não tenha sido alcançado ainda, um dos nossos objetivos nesta pesquisa é desenvolver um método sintético passível de recuperação [da energia] e que seja escalável.”

O que os cientistas conseguiram até agora foi demonstrar a existência de materiais com potencial para uso em uma nova classe de sistemas de armazenamento de energia em forma química.

“Tendo descoberto esses materiais e detalhado sua estrutura, nós agora poderemos trabalhar nos próximos passos: descobrir uma rota sintética alternativa para baixar as pressões de transição e controlar a estabilidade desses materiais metaestáveis para usá-los em condições ambiente,” disse o Dr. Yoo.

Bateria de alta pressão

O objetivo é de fato viável: foi usando a mesma técnica de alta pressão que foram produzidos os primeiros diamantes artificiais, que hoje podem ser produzidos em condição ambiente por meio de um processo chamado deposição de vapor químico.

O armazenamento de energia mecânica na forma de energia química tem várias aplicações possíveis.

Além das baterias, as possibilidades futuras incluem a criação de uma nova classe de materiais energéticos, combustíveis, materiais super-oxidantes para destruição de agentes químicos e biológicos e até supercondutores de alta temperatura.

Bibliografia:

Two- and three-dimensional extended solids and metallization of compressed XeF2
Minseob Kim, Mathew Debessai, Choong-Shik Yoo
Nature Chemistry
04 July 2010
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nchem.724

Fonte: Inovação Tecnológica

Leonardo Magalhães

%d blogueiros gostam disto: