Baterias impressas e flexíveis podem em breve alimentar seus gadgets

Uma startup americana está desenvolvendo baterias recarregáveis flexíveis que, além disso, são impressas em equipamentos comuns largamente usados na indústria. A Imprint Energy, de Alameda, Califórnia, vem testando suas baterias de polímero de zinco ultrafinas em wearables. A empresa pretende fornecer sua tecnologia aos fabricantes para ser usada em eletrônicos vestíveis, dispositivos médicos, etiquetas inteligentes e sensores ambientais.

A Imprint Energy almeja que sua tecnologia seja aplicada principalmente em sensores corporais internos, dada a sua flexibilidade, o que seria impossível com baterias rígidas e volumosas à base de lítio, além de oferecer maior segurança. Mesmo em pequenos formatos, elas podem fornecer corrente suficiente para sensores de comunicação sem fio de baixa potência, distinguindo-as de outros tipos de baterias finas.

A empresa tem discutido sobre o uso de suas baterias em roupas e "partes estranhas do corpo, como o olho", diz Christine Ho, cofundador da Imprint. Ela também começou recentemente a trabalhar em um projeto financiado pelos militares dos EUA para fazer baterias para os sensores que monitoram o estado de saúde dos soldados. Outras aplicações potenciais incluem rótulos inteligentes para produtos alimentícios, com sensores de rastreamento, e que fornecem informações em tempo real.

As baterias são baseadas em pesquisas que Ho começou como um estudante de graduação na Universidade da Califórnia, em Berkeley. Lá ele colaborou com um pesquisador do Japão para produzir pilhas de zinco microscópicas usando uma impressora 3D.

Baterias da Imprint Energy vs as demais

As baterias que alimentam a maioria dos laptops e smartphones contêm lítio, que é altamente reativo e precisa ser protegido, e isso acarreta maior tamanho. No caso do zinco, ele é mais estável, porém os eletrólitos à base de água em baterias desse elemento reagem, formando dendritos que podem causar um curto-circuito, principalmente quando se tenta reduzir o tamanho dos componentes.

Ho desenvolveu um polímero que funciona como um eletrólito sólido, que evita este problema e também proporciona maior estabilidade e capacidade de recarga. O cofundador e presidente da empresa, Brooks Kincaid, diz que a tecnologia da Imprint Energy combina o melhor das características das baterias de lítio, de película e impressas.

Como exemplo, ele cita as baterias de película fina que, embora sejam recarregáveis, contêm um elemento reativo. Portanto, possuem capacidade limitada ou tempo de vida menor, além de terem fabricação cara. Por outro lado, baterias impressas são baratas de serem fabricadas, usam zinco e oferecem boa capacidade, porém não são recarregáveis.

A indústria necessita de novas tecnologias de baterias

"Quando falamos sobre as coisas que nos constrangem em termos de desenvolvimento de novos produtos, não há realmente duas que me façam perder mais o sono todo dia: uma delas é a bateria e o outra é o Display", diz Steven Holmes, vice-presidente do Grupo de Novos Dispositivos e gerente geral da equipe de Inovação de Dispositivos Inteligentes da Intel. Essa frase demonstra a necessidade de evolução das baterias que temos atualmente.

Recentemente, a Imprint Energy garantiu um total de US$ 6 milhões em financiamento, vindos da Phoenix Venture Partners, bem como da AME Cloud Ventures. Outras contribuições incluem um fundo do cofundador do Yahoo, Jerry Yang, para refinar o processo químico empregado na construção e acelerar o desenvolvimento e o lançamento comercial das baterias. Investidores anteriores incluíam empresas de risco apoiadas pela CIA, In-Q-Tel e Dow Chemical.

O próximo passo na evolução tardia das baterias?

Trabalhar com zinco tem proporcionado vantagens de produção para a Imprint Energy. Por causa da estabilidade ambiental do zinco, o equipamento de proteção usado para fazer as baterias de lítio – que, inclusive, reagem ao oxigênio e exigem ambientes selados – não é mais necessário.

Apesar da demanda por baterias flexíveis, Ho diz que não há padrão desenvolvido para medir a sua flexibilidade, frustrando os clientes que querem comparar com as soluções de baterias químicas.

Assim, a empresa construiu seu próprio equipamento de teste e começou a aferição de suas baterias contra aquelas comerciais que afirmam ser flexíveis. Nos testes, as baterias existentes falharam catastroficamente depois de menos de 1.000 ciclos de flexão, enquanto as baterias de Imprint Energy permaneceram estáveis.