A busca por energias alternativas é uma necessidade. Pesquisadores do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen) buscam alternativas para evitar a poluição causada por causa da queima de combustíveis fósseis. Ainda existem dificuldades a serem vencidas para que as novas alternativas possam competir com a potência do petróleo. O Centro de Ciências e Tecnologia dos Materias do Ipen, entre seus objetos de pesquisa, estuda o aprimoramento de baterias e supercapacitores, elementos essenciais para o desenvolvimento de carros elétricos e ecologicamente corretos.

Por mais de uma década o pesquisador titular do Ipen, Rubens N. Faria, vem desenvolvendo no CCTM pesquisas sobre materiais para baterias elétricas. Atualmente, seu objetivo de pesquisas são os supercapacitores, dispositivos que potencializam o funcionamento de carros elétricos. O papel destes dispositivos eletrônicos é potencializar o funcionamento das baterias elétricas.

Nos veículos elétricos, por exemplo, a bateria é importante porque provê a autonomia. Com ela o veículo pode passar horas transitando longe de uma fonte de energia elétrica, sem precisar ser carregado. O supercapacitor cumpre a função de dar potência à energia da bateria. “A bateria dá autonomia ao carro, mas se ele precisar fazer uma ultrapassagem rápida, por exemplo, não tem aquela força”, afirma Faria.

É justamente nesta dificuldade da bateria que o supercapacitor entra para ajudar. Associado com a bateria o supercapacitor permite que o automóvel tenha potência para os arranques e ultrapassagens mais eficientes. O supercapacitor por si só, ainda não pode dar liberdade ao carro para percorrer centenas de quilômetros antes de ser recarregado, por isso é tão importante que ele trabalhe em conjunto com a bateria.

Como um capacitor comum, um supercapacitor tem duas placas que são separadas por um dielétrico (isolante elétrico). A diferença é que as placas são feitas com carvão ativado, que é um material muito poroso. Tendo uma área superficial grande este que permite o armazenamento de muito mais energia elétrica. O dielétrico que separa as placas de um capacitor é um eletrólito. Em um supercapacitor o eletrólito é polarizado pelas placas carregadas. Isto forma a dupla camada e permite o supercapacitor armazenar muito mais energia elétrica, proporcionando um desempenho de potência mais elevada.

O dispositivo pode ser agregado a diversos tipos de baterias, bem como a computadores e outras máquinas, melhorando a performance destes. Atualmente não há produção de supercapacitores no Brasil. No exterior eles são usados com mais frequência. Estes dispositivos podem ser encontrados no mercado nacional. No entanto, eles provêm de importação. Um dos objetivos do estudo desenvolvido no Ipen é ampliar o conhecimento sobre a produção deste nacionalmente.

O pesquisador cumpre essa função escrevendo livros básicos para estudantes que se interessem por estes dispositivos eletrônicos. Os ensinamentos básicos contidos no livro são os primeiros elaborados no Brasil em uma forma didática. Outros livros disponíveis estão escritos em inglês técnico. Na área de baterias, o pesquisador desenvolveu estudos que analisam os elementos constituintes que interferem no funcionamento dos dispositivos, o que permite aprimorar seu desempenho.

Os estudos sobre os supercapacitores foram iniciados há mais de dois anos e já passaram da fase teórica para a experimental em laboratório. Já foram realizados dois estudos de iniciação científica, tendo como base estes materiais eletrônicos. Os supercapacitores usados na pesquisa ainda são de pequeno porte e apropriados para computadores.