Uma equipe de pesquisa do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST) desenvolveu com sucesso uma nova tecnologia biomimética de captação de energia inspirada no mecanismo bioelétrico dos raios elétricos. Essa tecnologia, baseada em uma estrutura inovadora de empilhamento assimétrico de íons em bicamada, pode gerar eletricidade de forma autônoma para alimentar pequenos dispositivos eletrônicos sem a necessidade de energia externa.
Liderado pelo Professor Hyunhyub Ko, do Departamento de Engenharia Química e de Energia, o grupo de pesquisa fabricou células de bateria de heterojunção iônica com apenas 0,2 milímetros de espessura. Após o empilhamento dessas células, conhecidas como BIAS, em múltiplas camadas, os dispositivos foram capazes de gerar tensões superiores a 100 volts. A eletricidade gerada pode alimentar diretamente dispositivos como lâmpadas de LED, calculadoras e relógios eletrônicos, sem necessidade de retificação. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista acadêmica Advanced Energy Materials.
O princípio fundamental dessa tecnologia de bateria de íons empilhados reside na imitação do mecanismo de transporte de íons das células biológicas. Uma única célula de bateria gera um campo elétrico interno através de sua estrutura bicamada assimétrica, impulsionando a migração de íons e, assim, formando uma voltagem de aproximadamente 0,71 volts. O professor Ko explicou: “Essa tecnologia utiliza a migração de íons dentro de uma estrutura bicamada para gerar alta voltagem sem qualquer fonte de energia externa. Ao contrário dos métodos tradicionais de coleta de energia que dependem de vento, luz solar, pressão ou diferenças de temperatura, nosso método não requer nenhum estímulo externo.”
Este dispositivo biomimético de coleta de energia apresenta excelente durabilidade mecânica e adaptabilidade ambiental. Testes mostram que a bateria mantém uma saída de voltagem estável após mais de 3.000 ciclos de estiramento e pode suportar deformações de até 1,5 vezes o seu comprimento original. Simultaneamente, o dispositivo mantém uma operação confiável com flutuações mínimas de potência de saída em uma ampla gama de ambientes, desde secos até 90% de umidade. Essas características o tornam promissor para aplicações em dispositivos eletrônicos vestíveis que exigem energia contínua em ambientes variáveis.
Os membros da equipe de pesquisa, Seung-jae Lee, Young-oh Lee e Cheol-hong Park, afirmaram: “Ao simular o potencial de membrana seletivo de íons observado em células biológicas, desenvolvemos o BIAS — uma célula unitária empilhada capaz de gerar alta voltagem de forma autônoma”. Esta pesquisa oferece um caminho tecnológico promissor para o desenvolvimento de novos sistemas autossuficientes que não dependem de fontes de energia ambiental tradicionais.
