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A BTRY, spin-off da Empa, quer revolucionar as baterias recarregáveis: suas baterias de película fina não são apenas mais seguras e duradouras do que as baterias convencionais de íons de lítio, mas também são muito mais ecológicas de fabricar e podem ser carregadas e descarregadas em apenas um minuto. Por enquanto, a bateria é muito pequena, mas os fundadores têm grandes planos para isso.
As baterias de íons de lítio estão por toda parte: de smartphones e laptops a carros e até satélites. Atualmente é a nossa tecnologia de bateria mais madura. No entanto, não é ideal para muitas aplicações. As baterias de íons de lítio perdem capacidade a cada ciclo de carga e descarga, carregam de forma relativamente lenta e só funcionam bem em uma faixa estreita de temperatura.
De acordo com os pesquisadores da Empa, Abdessalem Aribia e Moritz Futscher, do laboratório de filmes finos e fotovoltaicos da Empa, é hora de repensar a tecnologia das baterias. Em comparação com outras tecnologias existentes ou em desenvolvimento, a bateria de estado sólido à base de metal de lítio traz algumas vantagens significativas: pode ser carregada e descarregada em um minuto, dura cerca de dez vezes mais que uma bateria de íon de lítio e é insensível à temperatura flutuações.
Além disso, ao contrário das baterias de iões de lítio, não é inflamável – uma grande vantagem, porque as baterias recarregáveis actuais são consideradas materiais perigosos. O manuseio incorreto ou danos a uma célula convencional de íons de lítio pode causar um incêndio que libera gases tóxicos e é extremamente difícil de extinguir. “Por outro lado, se você cortar nossa bateria com uma tesoura”, diz Aribia, “você simplesmente obterá duas baterias com metade da qualidade”.
Aribia e Futscher querem agora levar esta tecnologia promissora ao mercado. Juntamente com o chefe do laboratório Yaroslav Romanyuk, eles fundaram um spin-off chamado BTRY (pronuncia-se “bateria”). Aribia, que assume a função de CTO da BTRY, nunca havia pensado em abrir sua própria empresa. O CEO Moritz Futscher, por outro lado, se interessa por startups desde que era estudante. Os dois pesquisadores trabalham juntos no projeto da bateria há anos e formam uma equipe bem estabelecida. “Estamos convencidos de que nosso produto pode oferecer um valor agregado real”, afirma Futscher.
Fabricação de alta precisão
A nova bateria é a chamada bateria de estado sólido de película fina. A tecnologia em si não é nova: essas baterias são conhecidas desde a década de 1980. No entanto, devido à massa muito baixa dos seus componentes de película fina – a célula inteira tem apenas alguns micrómetros de espessura – eles têm sido capazes de armazenar muito pouca energia até agora. Futscher e Aribia conseguiram empilhar as células de película fina umas sobre as outras, aumentando a sua capacidade.
Isso torna a bateria muito promissora para aplicações comerciais. As células de película fina são fabricadas usando revestimento a vácuo: os materiais desejados são atomizados em uma câmara de vácuo para formar átomos individuais, que são então depositados em uma camada controlada com precisão no substrato alvo. “Esses métodos de fabricação são atualmente usados em larga escala na produção de chips semicondutores e revestimentos de vidro”, diz Futscher. “Isso é uma vantagem para nós, porque as máquinas e o conhecimento para fabricar a nossa bateria já estão em grande parte instalados.”
O método de fabricação de alta precisão tem uma vantagem adicional: “Em contraste com o método tradicional de produção de baterias, nosso método não utiliza solventes tóxicos”, explica Aribia. No entanto, também torna a bateria de película fina mais cara. Os investigadores vêem, portanto, a sua aplicação principalmente em produtos onde a bateria representa apenas uma pequena parte do custo total do dispositivo – por exemplo, em smartphones e smartwatches ou em satélites. “Lá, as vantagens da nossa tecnologia mais do que compensam o preço mais elevado”, afirma Aribia.
Procura-se: Investidores
Os pesquisadores não são os únicos que acreditam que seu produto tem muito potencial. O BTRY foi apoiado pela Innosuisse e tornou-se na incubadora de empresas da Agência Espacial Europeia (ESA). Além disso, Aribia recebeu a Empa Entrepreneur Fellowship, que apoia jovens pesquisadores que desejam fundar uma empresa.
Mas antes que as primeiras baterias de película fina sejam lançadas no espaço ou forneçam eletricidade aos smartphones, ainda há muito trabalho a fazer, tanto no lado administrativo como no lado técnico. Entretanto, os dois fundadores estão a utilizar os equipamentos e instalações do Centro de Competência em Revestimentos da Empa para criar protótipos de baterias maiores e mais potentes, a fim de mostrar aos potenciais investidores que vale a pena apoiar a tecnologia.
Nos próximos dois anos, os pesquisadores querem aumentar tanto a área de superfície da bateria quanto o número de camadas. “Atualmente, nossas baterias consistem em apenas duas camadas de cerca de 1×3 milímetros”, diz Aribia. “Em seguida, queremos fazer uma bateria de cerca de um centímetro quadrado com duas a três camadas. Ainda não podemos alimentar um satélite com isso – mas podemos muito bem mostrar que a nossa tecnologia é escalável.”
Suporte para fundadores de startups
A Empa Entrepeneur Fellowship é concedida a pesquisadores da Empa que desejam fundar uma start-up com base em suas pesquisas. As bolsas são atribuídas numa base competitiva e incluem apoio financeiro durante doze meses. As spin-offs e start-ups da Empa recebem apoio adicional nas duas incubadoras de empresas glatec em Dübendorf e Startfeld em St.
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