Uma nova bateria recarregável de zinco está sendo desenvolvida para fornecer mais energia para robôs. O projeto está em desenvolvimento por uma equipe liderada pela Universidade de Michigan.
De forma similar às reservas de gordura biológica, a bateria se integra à estrutura do robô para fornecer muito mais energia.
Bateria de zinco biomórfica
Atualmente, as baterias de lítio são as mais avançadas em termos de densidade de energia. De acordo com Nicholas Kotov, professor de engenharia da Universidade de Michigan, a equipe aprimorou a versão anterior de baterias estruturais.
A bateria em desenvolvimento é mais ecológica do que as utilizadas atualmente. Ela é feita com materiais mais baratos, abundantes e não-tóxicos, e funciona com a passagem de íons entre um eletrodo de zinco e um lado de ar através de uma membrana eletrolítica. A membrana é feita parcialmente de uma rede de nanofibras de aramida e de um novo gel polímero à base de água. Esse gel, por fim, ajuda a transportar os íons entre os eletrodos.
“A combinação de densidade de energia e materiais baratos significa que essa bateria já pode dobrar o alcance dos robôs de entrega.” – Nicholas Kotov
Então, os pesquisadores substituíram as baterias originais de robôs por baterias de zinco-ar. A equipe utilizou bots em formato de animais, como um escorpião e uma aranha.
Assim, os pesquisadores fizeram um sistema que simulou o uso das engrenagens como fonte de energia, no que a equipe chama de “baterias biomórficas”. Dessa forma, a autonomia dos robôs aumentou consideravelmente.
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Utilidade em um futuro com mais robôs
Mas, para o engenheiro Kotov, isso ainda não é o limite. O pesquisador do laboratório, Mingqiang Wang, estima que os robôs poderiam ter 72 vezes mais capacidade de energia usando baterias de zinco em comparação com a bateria de lítio.
No entanto, a maior desvantagem da nova bateria de zinco é que ela mantém a alta capacidade por poucos ciclos: apenas cerca de 100 ciclos. As baterias de íons de lítio em nossos celulares, por sua vez, mantêm a capacidade por 1000 ciclos ou mais.
“O armazenamento distribuído de energia, em um sentido biológico, é o caminho a se tomar para dispositivos biomórficos altamente eficientes.”
À medida que os robôs diminuem de tamanho até a microescala, novos estudos para melhorar a capacidade deles são necessários. Hoje as máquinas são restritas a baterias que ocupam 20% ou mais de todo o seu espaço disponível. Porém, elas precisarão ser mais leves para levar mais cargas, como, por exemplo, em drones de entrega.
Surgem cada vez mais aplicativos para robôs móveis, como bots e enfermeiras robóticas. Portanto, o desenvolvimento dessas baterias com maior capacidade pode ser de grande utilidade em um futuro próximo. As baterias estruturais podem ajudar a liberar espaço e reduzir o peso das máquinas.
A Universidade de Michigan, aliás, procura parceiros comerciais para levar essa tecnologia ao mercado, e já solicitou proteção de patente.
Com informações fornecidas pela Universidade de Michigan
