Microssupercapacitor ecológico feito com folhas caídas de árvores
Ilustração esquemática da produção de grafeno induzido por laser de femtossegundos sobre folhas secas.
[Imagem: Truong-Son Dinh Le et al. - 10.1002/adfm.202107768]
Microssupercapacitor de grafeno
Pesquisadores coreanos criaram micro-supercapacitores de alta eficiência usando um laser pulsado para escrever sobre folhas secas, colhidas no jardim da universidade, sem nenhum material adicional.
Embora o termo pareça estranho, microssupercapacitores são dispositivos eletroquímicos de armazenamento de energia miniaturizados, comparáveis às baterias e muito promissores para suprir energia para aparelhos pequenos, como sensores, internet das coisas e microrrobôs.
Dentre os vários dispositivos de armazenamento de energia, os microssupercapacitores têm atraído muito interesse por sua alta densidade de energia elétrica, longa vida útil e curtos tempos de carregamento.
Truong-Son Le e seus colegas do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST) inovaram nessa área tão promissora fazendo uma espécie de litografia, usando um laser pulsado para "imprimir" o microssupercapacitor sobre folhas secas.
Os pulsos de laser muito curtos queimam apenas as camadas superiores da folha, fazendo com que seu conteúdo de carbono transforme-se em folhas de grafeno, criando eletrodos de elevada condutividade elétrica.
A "mágica" está em em que os biominerais presentes nas folhas decompõem-se em cristais inorgânicos, que servem como locais de nucleação para o crescimento do que os pesquisadores chamam de "grafeno 3D mesoporoso", microestruturas com poucas camadas empilhadas de grafeno.
Essa técnica, operando em condições ambiente, pode produzir de forma rápida e fácil eletrodos porosos de grafeno a um custo irrisório.
Em virtude de sua alta densidade de potência e longo ciclo de vida, os microssupercapacitores têm atraído atenção considerável.
[Imagem: Fan Bu et al. - 10.1038/s41528-020-00093-6]
A equipe usou os microssupercapacitores de grafeno para alimentar um LED e um relógio eletrônico, que pode funcionar como termômetro, higrômetro e temporizador.
Embora usar folhas secas recolhidas no jardim dificilmente será uma boa opção para levar essa técnica para o ambiente industrial, a demonstração mostra a possibilidade de produção em massa de dispositivos eletrônicos flexíveis a baixo custo e, potencialmente, "verdes", sem impacto ambiental.
Artigo: Green Flexible Graphene-Inorganic-Hybrid Micro-Supercapacitors Made of Fallen Leaves Enabled by Ultrafast Laser Pulses
Autores: Truong-Son Dinh Le, Yeong A. Lee, Han Ku Nam, Kyu Yeon Jang, Dongwook Yang, Byunggi Kim, Kanghoon Yim, Seung Woo Kim, Hana Yoon, Young-jin Kim