Célula a combustível microbiana feita com origami de estrela ninja

Redação do Site Inovação Tecnológica -  17/06/2016

A biocélula é abastecida no centro, ainda fechada (esquerda), e começa a funcionar quando é aberta (direita). [Imagem: Jonathan Cohen/Binghamton University]

Agora é pra valer

"Da última vez, foi uma prova de conceito, a densidade de potência estava na faixa dos nanowatts. Desta vez, nós chegamos à faixa dos microwatts. Podemos acender um LED por aproximadamente 20 minutos ou alimentar outros tipos de biossensores."

É assim que o professor Seokheun Choi, da Universidade de Binghamton, nos Estados Unidos, compara sua nova "bateria descartável de papel" com seu primeiro projeto de bateria de origami, apresentado no ano passado.

Na verdade, o dispositivo é uma célula a combustível microbiana, que gera energia explorando bactérias disponíveis em algumas gotas de água suja.

Essas biocélulas são interessantes para fornecer energia para biossensores e outros dispositivos pequenos para uso em campo, ou para alimentar qualquer dispositivo de forma contínua, sem depender do recarregamento ou troca debaterias.

Biocélula de origami

Enquanto a primeira versão da bateria de origami era quadrada, esta versão tem o formato de uma estrela ninja, medindo cerca de 10 centímetros de diâmetro. Sua maior potência e tensão resulta da união de oito pequenas células, uma em cada ponta da estrela, ligadas em série.

A entrada da biocélula fica no centro da estrela e os contatos elétricos nas pontas. Depois que algumas gotas de água suja e suas bactérias são colocadas na entrada, o dispositivo pode ser aberto para permitir que cada uma das oitocélulas a combustível microbianas comece a funcionar.

Cada módulo é um sanduíche de cinco camadas funcionais, com o seu próprio anodo, membrana trocadora de prótons e catodo (neste caso o oxigênio do ar ambiente).

Tem que custar pouco

Enquanto a biocélula original de Choi poderia ser fabricada por cerca de 5 centavos de dólar, a versão estrela ninja é mais cara, cerca de 70 centavos, em parte porque usa não só papel de filtro, mas também tecido de carbono para o anodo e fitas de cobre para conexão das células.

Já satisfeito com a tensão e com a potência geradas, suficientes para alimentar sensores reais, o pesquisador afirma que seu esforço se concentrará na redução dos custos, produzindo biocélulas totalmente baseadas em papel que consigam manter a densidade de potência a um preço mais baixo.

Bibliografia:

A disposable power source in resource-limited environments: A paper-based biobattery generating electricity from wastewater
Arwa Fraiwan, Landen Kwan, Seokheun Choi
Biosensors and Bioelectronics
Vol.: 85, 15 November 2016, Pages 190-197
DOI: 10.1016/j.bios.2016.05.022