Uma equipe de cientistas da Universidade Estadual de Nova York desenvolveu uma bateria feita de papel descartável baseada em papel que usa bactérias como fonte de energia – tudo o que você precisa adicionar é água ou mesmo um pouco de cuspe.
A equipe apresentou seus últimos avanços em um artigo na Advanced Sustainable Systems, descrevendo como a tecnologia da bateria de papel funciona:
“Ácido poli (amica) e poli (dianidrido piromelítico ‐ p fenilenodiamina) são processados e incorporados em uma rede porosa hidrofílica de fibras de celulose entrelaçadas para revolucionar as propriedades de bloqueio de oxigênio, troca de prótons e biodegradação das biobatérias microbianas baseadas em papel, que em última análise, oferecem o potencial transformador da eletrônica “verde”.”
Traduzindo isso para uma forma mais simples: a bateria feita de papel envolve o emboque de bactérias exo-eletrogênicas liofilizadas em pedaços de papel com finas camadas de metais e outros materiais impressos na superfície do papel. Os exo-eletrogênicos podem transferir elétrons para fora de suas células. Quando esses elétrons passam através de sua membrana celular e tocam ânodos na superfície do papel, eles geram eletricidade.
As bactérias precisam ser reanimadas para ativar a bateria, e a equipe de pesquisa descobriu que tanto a água quanto a saliva podem fazer o trabalho. Os cientistas da Universidade Estadual dizem que, uma vez drenada a energia, a natureza assume e decompõe a bateria.
“A bio-batéria claramente se biodegrada sem os requisitos de instalações especiais, condições ou introdução de outros microrganismos”, escrevem eles.
Papel de energia para IoT?
As baterias de papel flexíveis e biodegradáveis podem ter uma infinidade de usos. Especialmente em dispositivos da Internet das Coisas (IoT), que atualmente (trocadilho intencional) enfrentam um problema de energia.
Conforme relatado pelo IEEE, “mais de 50 bilhões de novos dispositivos eletrônicos podem ser implantados nos próximos cinco anos”.
Muitos serão sensores e equipamentos IoT com vida útil curta, e todos precisarão de uma fonte de energia. Embora as baterias de íons de lítio e os supercapacitores possam fornecer energia para muitos dos novos dispositivos, eles dependem de materiais que não são biodegradáveis, e às vezes são completamente tóxicos, levando a problemas de descarte/reciclagem.
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A Bateria feita de papel poderia ser usadas para alimentar tecnologia como sensores IoT industriais, bem como biossensores e equipamentos médicos similares. Como observado no The Engineer, os sensores médicos baseados em papel são freqüentemente usados em áreas remotas. No entanto, sem uma fonte de energia, seus resultados muitas vezes carecem da precisão necessária.
Enquanto as baterias de papel produzem quantidades relativamente limitadas de eletricidade, o pesquisador da Universidade Estadual, Seokheun Choi, descreveu em uma entrevista em 2015 como as baterias podem ser dobradas ou empilhadas para criar uma produção maior. O preço por bateria no momento: apenas cinco centavos.
Maneiras de usar a bateria feita de papel
Choi recentemente apresentou uma atualização sobre o trabalho de sua equipe na 256ª reunião da American Chemical Society em Boston.
“A beleza de usar papel como substrato de dispositivo é que você pode simplesmente empilhá-los ou dobrá-los para uma conexão serial ou paralela. […] Eu acho que a eletrônica baseada em papel pode ser considerada como uma plataforma eletrônica de próxima geração, porque pode combinar deformabilidade, custo-benefício e gerenciamento eletrônico de resíduos ”, disse ele aos participantes, de acordo com a Chemistryworld.
A equipe de Choi informou que as versões mais recentes da bateria de bactérias forneceram uma potência máxima de 4 µW/cm2, que é “significativamente maior” que as versões anteriores. O IEEE relata que Choi acredita que seu desempenho precisa ser melhorado por um fator de cerca de 1.000 para ser comercialmente viável.
No entanto, a equipe já reuniu três pilhas de papel para criar um protótipo que produzisse uma saída de 200µW, suficiente para alimentar uma calculadora de bolso por cerca de 30 minutos.
A equipe também está trabalhando para melhorar as taxas de sobrevivência e desempenho das bactérias liofilizadas. Eles agora podem ser armazenados por até quatro meses.
Outras equipes também estão trabalhando em bateria feita de papel. Em 2017, uma equipe de pesquisa, incluindo Neus Sabaté, Juan Pablo Esquivel e Erik Kjeang, apresentou um artigo na Advanced Energy Materials em sua powerPAD, uma bateria redox de uso único à base de celulose. Sua pesquisa foi parcialmente financiada pela Fundação Bill e Melinda Gates.
Então, o futuro dessas novas baterias revolucionárias parece bom. Pelo menos no papel.
Crédito da imagem: Seokheun Choi
Texto publicado originalmente em Singularity Hub, veja o artigo original em inglês aqui.
