IFSP participa de projeto Capes/DAAD com a Alemanha

O projeto utilizará tecnologias de arquitetura de eletrodos tridimensionais para desenvolver baterias 3D mais duráveis

Acaba de ser aprovado pela Capes, em parceria com a agência alemã DAAD (Deutscher Akademischer Austauschdienst), o projeto “Desenvolvimento de arquiteturas e materiais de baterias 3D para desempenho de alta energia e alta potência em equipamentos médicos". Com a participação dos professores Eduardo Bock (pesquisador associado principal) e Tarcisio Leão, o IFSP entra como instituição coparticipante. O projeto é coordenado no Brasil pela professora Dayane Tada (TIC-Unifesp) e na Alemanha pelo professor Wilhelm Pfleging (IAM-AWP, KIT).

A ideia do projeto é utilizar tecnologias de arquitetura de eletrodos tridimensionais para o desenvolvimento de baterias 3D confiáveis e mais duráveis, com melhoria significativa nos desempenhos eletroquímicos e maior vida útil dos dispositivos médicos. O objetivo é fornecer diretrizes experimentais e teóricas para o desenvolvimento de microbaterias 3D de alta energia/alta densidade de potência, que além de proporcionar um aumento da vida útil, possam também promover a industrialização de baterias 3D integradas para vários dispositivos como: marca-passos, detectores de isquemia e cardioversores-desfibriladores implantáveis.

Segundo o professor Eduardo Bock, a bateria 3D com melhor retenção de ciclo em altas taxas, alta potência e operação de alta energia serão desenvolvidas por impressão e ablação a laser. Além disso, posteriormente, vão ser revestidas com filmes de biopolímero próprios para equipamentos médicos. "A produção de baterias 3D baseadas em laser permitirá introduzir arquiteturas de eletrodos completamente novas com desempenhos eletroquímicos perfeitamente adaptados às aplicações necessárias", explica. As baterias desenvolvidas serão totalmente caracterizadas e investigadas após a impressão em 3D do invólucro de polímero biocompatível. Para avaliar os dispositivos desenvolvidos, ocorrerão testes de biocompatibilidade, adesão e proliferação celular com diferentes linhagens celulares.

Bock ainda explica que em razão dos dispositivos eletrônicos portáteis e miniaturizados tornarem-se cada vez mais difundidos em nossa vida diária, há uma demanda crescente por aparelhos de armazenamento de energia em microescala leves, flexíveis e altamente eficientes. "Entre vários dispositivos de armazenamento de energia, as baterias de íon-lítio (LIBs) são promissoras, devido aos méritos de alta densidade de energia, ciclo longo de vida e nenhum efeito de memória no ciclo carga-descarga". No conceito recente, os projetos de microbaterias 3D baseados em arquiteturas micro e nanoestruturadas poderão dobrar a densidade de energia utilizando totalmente o espaço limitado disponível.

Assim, o desenvolvimento de tecnologias inovadoras de arquitetura de bateria 3D pode fornecer maior confiabilidade, durabilidade e vida útil mais longa, o que seria adequado para inúmeros dispositivos médicos. Estratégias de processos a laser baseadas em corte, impressão e ablação em microescala podem ser aplicadas para desenvolver esses tipos de baterias 3D inovadoras. Além disso, a impressão de polímeros biocompatíveis fornece ainda uma abordagem perfeita para a geração de carcaças de baterias adaptadas ao projeto, essenciais para a introdução em dispositivos médicos.