• Ciência Surpreendente

Esta fruta cheira mal, mas um dia pode alimentar o seu telefone

Você já sentiu o cheiro de uma fruta durian? Não. Pense nisso como uma bateria fedorenta da natureza.

• Uma nova pesquisa descobriu que a jaca e o durião, muitas vezes chamados de as frutas mais cheirosas do mundo, são excelentes supercapacitores.
• Os supercapacitores são úteis porque podem ser usados ​​como baterias infinitamente recarregáveis.
• O estudo, publicado no Journal of Energy Storage, também demonstra o desenvolvimento de aerogéis de carbono para os corpos das baterias de frutas.

Diz-se que é delicioso, mas provavelmente você não encontrou nenhuma vela com cheiro de fruta durian. Isso é porque cheira, como o saudoso gourmand Anthony Bourdain colocá-lo , 'indescritível, algo que você vai amar ou desprezar ... Seu hálito vai cheirar como se você tivesse beijado sua avó morta'.

Deixando de lado o odor de dar água nos olhos, Vincent G. Gomes, da University of Sydney, e seus colegas descobriram que a fruta durian tem uma propriedade incrível e potencialmente útil: é um supercapacitor natural. Em um artigo publicado no Journal of Energy Storage , Gomes explica que os supercapacitores são 'promissores para armazenamento de energia devido à sua estabilidade de ciclo superior e excelente capacidade de carga-descarga.' Infelizmente, eles também costumam sofrer de baixa capacitância e estabilidade. A fruta durian fedorenta e sua prima, a jaca, não têm esses problemas.

Precisamos de uma bateria melhor

Fonte da imagem: PandaMath / Shutterstock

Os pesquisadores têm tentado se afastar das baterias de íon de lítio existentes que contêm produtos químicos cujas interações produzem eletricidade. Quando esses produtos químicos se esgotam, o que resta é um pequeno pacote de lixo tóxico.

Um capacitor, por outro lado, armazena energia acumulando uma carga de eletricidade estática nas superfícies de duas placas de metal. (Você pode pensar em como a eletricidade estática se acumula em seu cabelo quando você esfrega um balão contra sua cabeça, para ter uma ideia de como isso funciona.) No entanto, os capacitores não conseguem reter muita energia, nem por muito tempo . Ainda assim, eles são infinitamente recarregáveis, ao contrário das soluções de íons de lítio.

Os supercondensadores começam a resolver alguns desses problemas. Eles normalmente contêm placas de metal que têm mais área superficial e são revestidos com uma segunda camada de carvão ativado ou um material semelhante. Isso os torna melhores em absorver e manter uma carga. Ainda assim, os supercondensadores são caros de produzir e têm seus próprios problemas de estabilidade.

Então agora imagine um feito de fruta durian ou jaca. O artigo de Gomes descreve o potencial:

“A precisão estrutural da biomassa natural com seus poros hierárquicos, desenvolvida ao longo de milhões de anos de evolução biológica, oferece um recurso excepcional como modelo para a síntese de materiais à base de carbono. Suas propriedades integradas de alta área de superfície, condutividade no plano e sítios ativos interfaciais podem facilitar as reações eletroquímicas, difusão iônica e alta densidade de portadores de carga. '

Golpeando em frutas durian

Fonte da imagem: Pakjira Rongtong / rachado / Shutterstock

Os corpos das baterias de frutas são feitos de aerogéis: aerogel de carbono durian (DCA) e aerogel de carbono de jaca (JCA). O processo de derivá-los parece complicado, mas hey, a ciência é difícil.

Primeiro, os pesquisadores limparam pequenas amostras biológicas do núcleo esponjoso de cada fruta. Em seguida, as amostras foram enxaguadas com água ionizada várias vezes para limpá-las. Colocados em autoclaves, foram vaporizados hidrotermicamente por 10 horas a 180 ° C. Após resfriamento, foram novamente enxaguados e, em seguida, liofilizados em vácuo de -80 ° C ao longo de 24 horas. Em seguida, foram aquecidos a 800 ° C e mantidos nessa temperatura por uma hora. O resfriamento noturno do ambiente produzindo aerogéis pretos, altamente porosos e ultraleves. Mole-mole.

Para os eletrodos, cada bateria DCA e JCA foi equipada com dois eletrodos, e duas matrizes de eletrodos diferentes foram testadas.

A primeira matriz, projetada para permitir uma medição eletroquímica do desempenho das baterias, incorporou um par de substratos de vidro, cada um revestido com uma tinta composta por pó DCA ou JCA, respectivamente, e misturado com negro de fumo , fluoreto de polivinilideno , ou um Aglutinante PVDF .

A segunda matriz de eletrodos usou um par de substratos de vidro revestidos com óxido de índio estanho , com um preparado PP (Celgard) separador entre eles. Esta arquitetura permitiu a avaliação da bateria capacitância gravimétrica .

As conclusões dos autores

O artigo conclui que 'ambos os eletrodos são candidatos atraentes para a próxima geração de supercapacitores de alto desempenho e baixo custo para dispositivos de armazenamento de energia derivados de resíduos biológicos'. Em ambas as variantes DCA e JCA, 'os eletrodos… exibiram estabilidade de ciclo de longo prazo e processos rápidos de carga-descarga. “Acontece que a bateria de fruta durian tem um pouco mais de capacidade de armazenamento de energia do que sua prima jaca. O artigo não faz menção à personalidade olfativa final das baterias.

Além de comprovar o potencial do uso de durian e jaca para armazenamento de energia, os autores destacam que, pela primeira vez, demonstraram o desenvolvimento de aerogéis de carbono por meio de um procedimento de síntese verde fácil e sem produtos químicos. '

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