Inovação em capacitores com revestimento molecular aumenta capacidade e reduz custos

São PauloPesquisadores da Universidade de Tohoku aprimoram tecnologia de capacitores

Pesquisadores da Universidade de Tohoku aperfeiçoaram a tecnologia de capacitores. Com uma nova técnica de revestimento molecular, eles conseguiram aumentar a capacidade, a durabilidade e a relação custo-benefício desses componentes. Os capacitores são essenciais nos circuitos eletrônicos por armazenarem e liberarem energia rapidamente, ao contrário das baterias, que precisam de mais tempo para carregar. Esse avanço viabiliza capacitores de alto desempenho a preços acessíveis.

Principais Melhorias alcançadas:

• Aumento de capacidade (2,4 vezes maior do que apenas com carbono)
• Vida útil prolongada (20.000 ciclos de carga e descarga)
• Custo-benefício

Capacitores tradicionais carregam rapidamente, porém têm baixa capacidade de armazenamento e são caros para produzir, sobretudo ao se utilizar materiais como nanotubos de carbono. Apesar de esses materiais auxiliarem na criação de supercapacitores, seu custo elevado os torna inviáveis para uso em larga escala.

A equipe de Tohoku utilizou azafitalocianina de ferro (FeAzPc-4N), um pigmento azul, para aumentar a capacidade de capacitores feitos de carbono ativado para 907 F/gAC. Este método funciona por meio de adsorção a nível molecular e utiliza o potencial redox do FeAzPc-4N. A técnica não só aumenta a capacidade do capacitor, mas também mantém seu desempenho estável por 20.000 ciclos de carga e descarga em correntes elevadas, tornando-o adequado para aplicações exigentes como o acionamento de LEDs.

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Esta pesquisa se destaca por buscar soluções práticas, escaláveis e ecologicamente corretas. O carvão ativado é barato e fácil de obter, diferentemente dos caros e raros nanotubos de carbono (CNTs). A utilização de FeAzPc-4N contribui para melhorar o armazenamento de energia através de processos redox, oferecendo uma opção mais sustentável e econômica para a produção de capacitores em larga escala.

Capacitores agora podem ser amplamente utilizados no armazenamento de energia renovável, em veículos elétricos e em eletrônicos do dia a dia. Eles têm uma vida útil mais longa, o que resulta em menos lixo eletrônico e um ambiente mais saudável. Além disso, os capacitores são menos tóxicos que as baterias, tornando-os mais seguros para produtores e usuários.

A equipe planeja aperfeiçoar ainda mais essa tecnologia desenvolvendo capacitores que consigam armazenar tanta energia quanto as baterias, mas com carregamento e descarregamento rápidos. Isso pode transformar a forma como armazenamos energia, oferecendo opções mais rápidas, seguras e duradouras em comparação com as baterias tradicionais.

A equipe da Universidade de Tohoku conseguiu combinar o baixo custo do carvão ativado com o alto desempenho do FeAzPc-4N para desenvolver supercapacitores melhores. O objetivo deles é criar novos dispositivos que sejam mais avançados, mais ecológicos e mais acessíveis.