Estudos apontaram melhores formas para se aproveitar o grafeno em sua utilização como capacitor, ou seja, como um dispositivo no qual se armazena energia elétrica para ser usada posteriormente, como uma bateria, por exemplo. A pesquisa desenvolvida por Lucas Lodovico, em sua dissertação de mestrado para o Instituto de Química, apontou inclusive que a forma com a qual se utiliza a substância também é importante para que o processo seja obtido.

As vantagens da utilização do grafeno são muitas. O formato dos átomos de carbono no grafeno, que se ligam formando uma rede similar à uma tela de galinheiro, facilita a condução elétrica no material, como explicou Lucas. Além disso, é leve e mecanicamente resistente por causa de suas ligações atômicas. Por ter uma grande superfície de contato, possibilita a ocorrência de mais reações eletroquímicas, que geram uma corrente elétrica mais intensa e duradoura, resultando em uma maior energia disponível para um dispositivo.

Não é possível encontrar grafeno no seu estado natural, mas ele pode ser obtido através de esfoliação de pedaços de grafite. O processo faz com que o grafite se separe em finas camadas da substância, podendo ser utilizado para as pesquisas. O principal inconveniente para o método é a forte união entre as camadas de grafeno, devido à ligação entre elas.

Existem algumas formas para se fazer a esfoliação e obter o grafeno. A mais simples de todas, chamada esfoliação micromecânica, pode até ser feita em casa, ao colocar e descolar uma fita adesiva em cima de um pedaço de grafite, como o exemplo no vídeo a seguir. Mas a principal desvantagem desse método é justamente o grande esforço que resulta em poucas quantidades obtidas, sendo insuficiente para se realizarem pesquisas.

Para o uso em experiências científicas, foi utilizada a esfoliação de óxido de grafeno. Nessa maneira, o grafite é oxidado por uma solução e, ao ser corroído, provocam pequenos defeitos nas moléculas de grafeno, que tornam as camadas mais enrugadas e tornam mais fácil sua separação. Com o processo de eliminação dos átomos de oxigênio, se forma o óxido de grafeno reduzido, que pode ser utilizado da mesma forma que a substância original, apesar de haver certo prejuízo em sua estrutura, mas que não afeta os resultados.

O grafeno como eletrodo

Para sua pesquisa, ele utilizou eletrodos de grafeno montados de duas formas distintas para ver o desempenho dos eletrodos. A primeira forma produziu os eletrodos em solução aquosa, através da combinação entre as cargas positivas do eletrodo metálico e negativas do óxido de grafeno. Enquanto existe uma vantagem quanto à simplicidade do processo, há uma quantidade máxima da substância que pode ser colocada no eletrodo. Isto acaba sendo um limite, já que o ideal seria justamente uma maior quantidade da substância em um eletrodo menor.

Da segunda forma, foram utilizados espaçadores químicos, que introduzem grupos de elementos responsáveis por separar as camadas de grafeno, permitindo que haja uma maior quantidade de cargas elétricas se movimentando. Os empecilhos deste método são relacionados ao aumento da quantidade de reações que aconteceriam e ao controle das mesmas. Caso não ocorra um domínio sobre o processo, a substância pode perder sua atividade eletroquímica, tornando a operação mais complexa.

De acordo com Lucas, o primeiro método seria o mais adequado para ser utilizado, uma vez que apresenta uma melhor resposta quanto à sua função como capacitor, além de já estar relativamente pronto para o uso comercial. O problema se encontra justamente no uso comercial dos eletrodos, uma vez que o grafeno ainda apresenta custos relativamente caros para sua utilização.

“Há ainda uma grande lacuna entre o que é possível fazer com grafeno e o que nós conseguimos efetivamente, sendo o objetivo do meu trabalho, assim como de muitos outros, usar grafeno de maneira eficaz”, afirma Lodovico. A utilização de eletrodos de grafenos não será, no entanto, notável para grande parte da população, já que essa tecnologia seria utilizada em capacitores eletroquímicos, que normalmente são utilizados em circuitos eletrônicos, ou, eventualmente, em veículos elétricos ou bancos de energia fixos. E para que isto aconteça, serão necessários investimentos nos setores para que as indústrias se adaptem a essa realidade, que vem chegando aos poucos para ficar cada vez mais perto das pessoas.