University of Miami

Físico da Universidade e Miami desenvolve uma bateria que usa uma nova fonte de energia

Sua descoberta é uma “prova de conceito” da existência de uma “bateria de spin”

		IMAGEM: No alto, uma representação gráfica da estrutura geral do dispositivo. O diâmetro é aproximadamente o mesmo de um fio de cabelo humano. Abaixo, uma imagem ampliada da parte central. Clique aqui para ver a imagem ampliada.

CORAL GABLES, Flórida. (1 de março de 2009) — Pesquisadores da Universidade de Miami e das Universidades de Tóquio e Tohoku, Japão, conseguiram provar a existência de uma “bateria de spin”, uma bateria que é carregada mediante a aplicação de um grande campo magnético a nano-magnetos em um dispositivo chamado de junção de túnel magnético (magnetic tunnel junction = MTJ). A nova tecnologia é um passo no sentido da criação de discos rígidos de computadores sem partes móveis, que seriam muito mais rápidos, mais baratos e com menor consumo de energia do que os atuais. No futuro, a nova bateria pode ser desenvolvida para energizar automóveis. O estudo será publicado em uma futura edição da Nature e está disponível em uma edição prévia online.

O dispositivo criado pelo físico da Universidade de Miami Stewart E. Barnes, do Colégio de Artes e Ciências, e seus colaboradores, pode armazenar energia em magnetos, em lugar de reações químicas. Tal como dar corda em um carrinho de brinquedo, se “dá corda” na bateria de spin mediante a aplicação de um grande campo magnético — nenhuma reação química envolvida. O dispositivo, alega Barnes, é potencialmente melhor do que qualquer coisa conhecida até então.

“Nós tínhamos antecipado o efeito, porém o dispositivo produziu uma voltagem mais de cem vezes maior e por dezenas de minutos, em lugar dos milissegundos que esperávamos”, explicou Barnes. “O fato de isso ser contra-intuitivo é o que levou a nossa compreensão teórica do que estava acontecendo”.

O segredo por trás dessa tecnologia é o emprego de nano-magnetos para induzir uma força eletromotriz. Ela usa o mesmo princípio de uma bateria convencional, exceto por ser de maneira mais direta. A energia armazenada em uma bateria, seja em um iPod ou em um automóvel elétrico, fica na forma de energia química. Quando algo é ligado, ocorre uma reação química que produz energia elétrica. A nova tecnologia converte a energia magnética diretamente em energia elétrica, sem uma reação química. A corrente elétrica produzida neste processo é chamada de corrente de spin polarizado e é empregada em uma nova tecnologia chamada de spintrônica.

A nova descoberta melhora nossa compreensão sobre como funcionam os magnetos e sua aplicação mais imediata é empregar as MTJs como elementos eletrônicos que trabalham de maneira diferente dos transistores tradicionais. Embora o dispositivo verdadeiro tenha o diâmetro de um fio de cabelo humano e não consiga sequer alimentar um LED, a energia que pode ser armazenada desta forma pode, potencialmente, alimentar um automóvel por muitos quilômetros. Segundo Barnes, as possibilidades são ilimitadas.

“Existem magnetos escondidos em várias coisas; por exemplo, existem vários deles em um telefone celular, vários em um automóvel e são eles que mantém seu refrigerador fechado”, Barnes prossegue. “Eles são tantos que mesmo uma pequena mudança na maneira que compreendemos como eles funcionam e que possa levar a um melhoramento muito pequeno em máquinas futuras, têm um impacto em termos energéticos e financeiros significativo”.

O artigo está disponível em: http://www.nature.com/nature/index.html, em “Advance Online Publication”.