Supercapacitores – O que são e como são ensinados em sala de aula

AVANÇO TECNOLÓGICO E CUSTO DAS BATERIAS

O avanço tecnológico traz muitos benefícios para a sociedade mas também aumenta o custo das baterias; uma solução para esse problema são os supercapacitores.

Com uma boa eficiência de carregamento e descarregamento de cargas elétricas, os supercapacitores conseguem, por exemplo, fazer um celular, que demoraria 1 hora para ser carregado, levar em torno de 30 segundos para a carga total.

O armazenamento mais eficiente de energia elétrica gerada por fontes renováveis, como vento, luz solar e onda marítima também é um exemplo de uma boa aplicação.

O QUE SÃO OS SUPERCAPACITORES?

De maneira geral, os supercapacitores são estruturas que buscam combinar duas características relevantes: armazenamento de energia rápido e em grande quantidade.

Para tal, combinam-se as características de acúmulo de carga dos capacitores, através de sua estrutura porosa com as reações eletroquímicas das pilhas. Dessa maneira, as cargas geradas através das reações eletroquímicas, que ocorrem entre o eletrólito e o material do revestimento do eletrodo, podem ser armazenadas nos próprios eletrodos do supercapacitor.

SOBRE A PESQUISA DO PROFESSOR DO FRANCO-BRASILEIRO

O professor de Tecnologia e Inovação do Colégio Franco-Brasileiro, Raphael dos Santos, está desenvolvendo uma pesquisa (Pesquisadores estudam geração de energia usando corantes orgânicos) para o seu doutorado no CEFET/RJ que visa produzir novos revestimentos de eletrodos e eletrólitos com boa afinidade e alta capacidade de produção de cargas, além de elevada porosidade para acúmulo das cargas produzidas.

O supercapacitor está presente na sociedade em diferentes aplicações, desde vestuário térmico a veículos elétricos, por exemplo. Esses veículos, por sua vez, permitem que a maior parte da energia cinética do seu momento de frenagem seja convertida em energia elétrica, que é armazenada nos supercapacitores para que, no momento oportuno, seja reutilizada na locomoção do veículo.

SUPERCAPACITOR NA PRÁTICA

Um exemplo prático é o VLT (Veículo Leve sobre Trilhos), esse reaproveitamento de energia auxilia nos trechos nos quais não há alimentação do solo; também contribui sem risco de choque elétrico, quando existe alguma anormalidade no fornecimento de energia pelo solo para a também movimentação do veículo.

APLICAÇÃO EM SALA DE AULA

O prof. Raphael dos Santos falou como utiliza os conceitos de sua pesquisa nas aulas do Franco-Brasileiro: “os conceitos da minha pesquisa se enquadram perfeitamente nas aulas do 7º ano sobre o conteúdo de geração de energia elétrica por fontes renováveis, pois essas energias geradas precisam ser armazenadas em algum lugar e os supercapacitores são um boa opção para esse armazenamento”.

SOBRE A FABRICAÇÃO

Outro atributo dos supercapacitores é a versatilidade na sua fabricação, podendo também ser desenvolvido com materiais altamente flexíveis. Com isso, é possível confeccionar uma camisa ou uma jaqueta capaz de armazenar energia, e que a transforma em calor nos dias frios ou até mesmo em sinalização por led aos motociclistas. Assim, com parte da energia gasta ao andar ou até mesmo com o uso de um painel solar preso à roupa, seria possível armazenar energia elétrica em qualquer lugar. Inclusive, estudos realizados no LaFEA – CEFET/RJ já demonstraram ser possível desenvolver supercapacitores com tecidos altamente flexíveis, leves, baratos e resistentes.

Ainda permitiram a utilização de corantes orgânicos, geralmente despejados em cursos hídricos (rios e esgotos) durante vários processos industriais, no aumento da sua capacidade de armazenamento de energia. Desse modo, é possível não apenas armazenar maior quantidade de energia como, simultaneamente, absorver parte do corante despejado na água dos rios, reduzindo o efeito da poluição gerada no descarte, respeitando a preservação da natureza.

Por: Raphael dos Santos
Professor de Tecnologia e Inovação do Colégio Franco-Brasileiro

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