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Equipa da UMinho descobre método para armazenar energia com grande rapidez e densidade

José Santos, Mário António Pereira, José Pedro Silva e Maria de Jesus Gomes

Uma equipa internacional liderada pelo Centro de Física da Universidade do Minho (UMinho) conseguiu armazenar com eficiência pequenas quantidades de energia num condensador, que pode ser carregado/descarregado em nanossegundos. Admite-se que esta inovação possa ter aplicações em veículos elétricos e dispositivos médicos, entre outros.

O trabalho está em destaque nas redes do Consórcio Europeu de Infraestrutura de Investigação e saiu no reputado “Journal of Materials Chemistry A”. O projeto teve a parceria das universidades Estadual da Pensilvânia (EUA), Central Tamil Nadu (Índia), Abdelmalek Essaadi (Marrocos) e do Instituto Nacional de Física dos Materiais (Roménia).

A transição urgente para a energia verde está a empurrar a agenda científica para desenvolver novas soluções de armazenamento de energia. As baterias são usadas principalmente para o fornecimento de energia estável e durante um longo período de tempo, devido ao seu lento processo de descarga. Por outro lado, os condensadores podem armazenar uma pequena quantidade de energia e serem carregados e descarregados rapidamente, na ordem dos nanossegundos. Este condensador pode assim ser usado em aplicações onde o fornecimento rápido de energia é necessário.

A equipa científica da UMinho verificou então que uma camada fina de um óxido cerâmico (dióxido de zircónio), com 5 nanómetros de espessura, acoplado com uma camada isoladora (óxido de háfnio e de alumínio), com 2 nanómetros, armazena 54.3 joules por centímetro cúbico, com uma eficiência de 51%. Isso corresponde a um aumento de 55% da densidade de energia armazenada e a um acréscimo de 92% em termos de eficiência quando comparada com um condensador de dióxido de zircónio comum.

“Desta forma, demonstramos que materiais ferroelétricos à nanoescala, permitindo o armazenamento eficiente e de alta densidade de energia, são fortes candidatos para este tipo de aplicações”, diz o coordenador do trabalho, José Pedro Silva. O investigador salienta que estes materiais à escala nanométrica são fabricados no Laboratório de Filmes Finos do Centro de Física da Escola de Ciências da UMinho, em Braga.

O estudo envolveu uma dezena de autores, incluindo daquele centro, Maria de Jesus Gomes, João Miguel Silva, Mário António Pereira e José Santos.

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