UMinho descobre método para armazenar energia com grande rapidez e densidade

Uma equipa internacional liderada pelo Centro de Física da Universidade do Minho conseguiu armazenar com eficiência pequenas quantidades de energia num condensador, que pode ser carregado/descarregado em nanossegundos. Admite-se que esta inovação possa ter aplicações na industria automóvel e em dispositivos médicos.

Da esquerda para a direita: José Santos, Mário Pereira, José Pedro Silva, Mª de Jesus Gomes. Foto: UMinho

O trabalho está em destaque nas redes do Consórcio Europeu de Infraestrutura de Investigação e saiu no reputado “Journal of Materials Chemistry A”. O projeto teve a parceria das universidades Estadual da Pensilvânia (EUA), Central Tamil Nadu (Índia), Abdelmalek Essaadi (Marrocos) e do Instituto Nacional de Física dos Materiais (Roménia).

A transição urgente para a energia verde está a empurrar a agenda científica para desenvolver novas soluções de armazenamento de energia. As baterias são usadas principalmente para o fornecimento de energia estável e durante um longo período de tempo, devido ao seu lento processo de descarga. Por outro lado, os condensadores podem armazenar uma pequena quantidade de energia e serem carregados e descarregados rapidamente, na ordem dos nanossegundos. Este condensador pode assim ser usado em aplicações onde o fornecimento rápido de energia é necessário.

A equipa científica verificou então que uma camada fina de um óxido cerâmico (dióxido de zircónio), com 5 nanómetros de espessura, acoplado com uma camada isoladora (óxido de háfnio e de alumínio), com 2 nanómetros, armazena 54.3 joules por centímetro cúbico, com uma eficiência de 51%. Isso corresponde a um aumento de 55% da densidade de energia armazenada e a um acréscimo de 92% em termos de eficiência quando comparada com um condensador de dióxido de zircónio comum.

“Desta forma, demonstramos que materiais ferroelétricos à nanoescala, permitindo o armazenamento eficiente e de alta densidade de energia, são fortes candidatos para este tipo de aplicações”, diz o coordenador do trabalho, José Pedro Silva. O investigador salienta que estes materiais à escala nanométrica são fabricados no Laboratório de Filmes Finos do Centro de Física da Escola de Ciências da UMinho, em Braga. O estudo envolveu uma dezena de autores, incluindo ainda daquele centro Maria de Jesus Gomes, João Miguel Silva, Mário António Pereira e José Santos.

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