De acordo com pt.wedoany.com-Uma equipe de pesquisa da Universidade do Texas em El Paso (The University of Texas at El Paso) desenvolveu um método para fabricar eletrólitos poliméricos em gel de diversos formatos utilizando a tecnologia de impressão 3D. Esta técnica permite que dispositivos de armazenamento de energia sejam integrados diretamente nos equipamentos alimentados pela bateria, superando as limitações de tamanho das baterias recarregáveis padrão.
A pesquisa foi publicada na revista Communications Engineering, da série Nature. O eletrólito polimérico em gel é responsável por transportar íons entre os eletrodos da bateria. Os eletrólitos líquidos tradicionais precisam ser selados em invólucros rígidos, o que limita o formato da bateria e apresenta riscos de vazamento. A equipe da UTEP combinou resina fotocurável com eletrólito líquido à base de lítio, utilizando a tecnologia de fotopolimerização em cuba (vat photopolymerization) para curar camada por camada, conseguindo assim preparar um material gel imprimível.
A condutividade iônica do material impresso atingiu 3,4×10⁻³ Siemens/centímetro, comparável à dos eletrólitos fabricados por métodos tradicionais e próxima ao nível do eletrólito líquido que substitui. A proporção ideal determinada pela pesquisa foi de 1:4 entre resina e eletrólito, um equilíbrio entre desempenho eletroquímico e confiabilidade de impressão.
A equipe concluiu a impressão do eletrólito em ar ambiente de laboratório comum, mantendo a estabilidade das propriedades do material. Os pesquisadores imprimiram discos simples, estruturas de favo de mel abertas e cubos sólidos de um centímetro, demonstrando a flexibilidade de moldagem da bateria em futuros dispositivos vestíveis, equipamentos médicos ou componentes aeroespaciais.
“Por anos, o formato da bateria determinou o formato do dispositivo que ela alimenta”, afirmou o Dr. Alexis Maurel, pesquisador principal do estudo e professor do Departamento de Metalurgia, Materiais e Engenharia Biomédica da UTEP. “Estamos demonstrando que é possível imprimir componentes de bateria de alto desempenho em qualquer formato e colocá-los praticamente em qualquer lugar desejado. Isso transforma o espaço de imaginação dos designers.”
A pesquisa também revelou a influência da escolha do solvente na imprimibilidade e no comportamento da bateria, uma questão que não havia sido suficientemente examinada em estudos anteriores. Uma das formulações apresentou excelente estabilidade em testes repetidos, indicando à equipe a direção de desenvolvimento mais promissora.
“Este estudo demonstra como a manufatura avançada e as tecnologias de energia podem se fundir para criar possibilidades inteiramente novas no design de baterias”, comentou o Dr. Kenith Meissner, reitor da Faculdade de Engenharia Miguel A. Loya. “Ao desenvolver um método escalável para imprimir em 3D eletrólitos de bateria em praticamente qualquer formato, o Dr. Maurel e seus colaboradores estão ajudando a UTEP a estar na vanguarda da pesquisa de próxima geração em armazenamento de energia, ao mesmo tempo que proporcionam aos nossos alunos experiência prática em tecnologias cruciais para o futuro da indústria aeroespacial, transportes e manufatura avançada.”
O estudo foi liderado pela UTEP, em colaboração com os Laboratórios Nacionais Sandia (Sandia National Laboratories). A equipe planeja otimizar a formulação e integrar esses eletrólitos impressos em células de bateria completas. Esta pesquisa faz parte do portfólio de projetos de Maurel focado em impressão 3D de baterias, que também inclui uma bolsa de desenvolvimento de força de trabalho do programa de Experiências de Pesquisa para Graduandos da National Science Foundation (National Science Foundation's Research Experiences for Undergraduates), proporcionando estágios de verão remunerados e intensivos em pesquisa para estudantes de ambas as instituições, estabelecendo uma parceria entre a UTEP e a Texas A&M University.
