CEFET-MG

Professor da Unidade Araxá faz depósito de pedido de patente junto ao INPI.

Quinta-feira, 16 de fevereiro de 2017

O Professor Paulo Ortega fez depósito de pedido de patente no Instituto Nacional de Propriedade Industrial – INPI.

A patente está relacionada com a construção de supercapacitores (SCs) que são também conhecidos como capacitores eletroquímicos com densidade de energia maximizada. Pertencem a uma classe de dispositivos de armazenamento de energia. As suas aplicações são variadas e vão desde dispositivos portáteis até na eletromecânica de veículos elétricos e híbridos. O Professor Paulo Ortega informou que o dispositivo foi desenvolvido durante o seu doutorado. Trata-se de uma parceria entre CEFET-MG, UFMG e Incar.

Além do Professor Paulo Ortega também participam outros pesquisadores: Rodrigo Lassarote Lavall / Dept Química UFMG;

Glaura Goulart Silva / Dept Química UFMG; Clara Blanco Rodríguez / Incar Espanha; e Ricardo Santamaria Ramirez / Incar Espanha.

Entenda melhor

Supercapacitores (SCs) são dispositivos acumuladores de energia semelhantes às baterias e às células a combustível, mas os mecanismos de acúmulo de carga são diferentes. Baterias e células a combustível armazenam energia por intermédio de reações químicas de oxi-redução reversíveis que ocorrem em seus eletrodos, enquanto nos SCs o acúmulo de carga é resultado da formação da dupla camada elétrica na interface eletrodo/eletrolito na presença de um campo elétrico.

As diferenças nos mecanismos de acúmulo de carga impactam na área específica de aplicação de cada dispositivo. Reações químicas de oxi-redução reversíveis são capazes de fornecer uma maior quantidade de energia em uma descarga, porém a cinética é mais lenta em relação aos processos capacitivos de formação da dupla camada. Logo, baterias e células são utilizadas para atender altas demandas de energia enquanto os supercapacitores atendem altas demandas de potência.

Um exemplo desta diferença são os veículos elétricos, visto que sistemas em paralelo bateria/supercapacitor são comumente empregados para que a bateria de autonomia ao veículo (alta densidade de energia) e para que os supercapacitores supram picos de aceleração (alta densidade de potência) necessários em partidas ou em subidas mais íngremes.

Além disso, os Scs são utilizados não apenas na indústria automobilística (veículos elétricos e híbridos), sendo empregados também em dispositivos eletrônicos portáteis, sistemas no-break, na indústria bélica, etc.

Outra diferença é que a capacitância de capacitores convencionais é da ordem de nF ou μF, enquanto os Scs alcancam facilmente valores maiores do que 1000000 F. Ou seja, apesar da elevada capacitância em relação aos capacitores clássicos, os atuais Scs não alcançam a densidade de energia das melhores baterias tais como as de ion-litio . Além disso, existe uma grande necessidade tecnológica para a obtenção de dispositivos que sejam capazes de atender altas demandas de energia e potência, simultaneamente. Isso eliminaria custos, peso e a eletrônica dedicada a coordenar esses sistemas em paralelo.

Nesta patente, os pesquisadores foram capazes de criar Scs assimétricos e híbridos com densidade de potência da ordem dos Scs bem estabelecidos, mas com uma densidade de energia 15 vezes superior e esperam atingir o mercado e contribuir para o estado da arte e design de dispositivos acumuladores.