Combinação do metal com nanocelulose potencializa o desempenho de eletrodos em supercapacitores e gera menor impacto ambiental

Uma pesquisa desenvolvida na Universidade de Caxias do Sul deve potencializar a utilização de nióbio para armazenamento de energia no Brasil. Atualmente em processo de registro de patente, o estudo desenvolveu um material inovador que combina nanocelulose, um biopolímero renovável derivado de plantas, com o nióbio, um metal estratégico para aplicações em veículos elétricos, sistemas de energias renováveis e aparelhos eletrônicos portáteis. Dessa combinação resultam aerogéis de nanocelulose carbonizada com nióbio, um material ultraleve e poroso com potencial para otimizar o desempenho de eletrodos de supercapacitores.

A pesquisa foi iniciada em agosto de 2023, como projeto de mestrado da aluna Patricia Rocio Durañona Aznar, do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos e Tecnologia (PGEPROTEC) da UCS. Intitulado Nióbio como aditivo para aerogéis de nanocelulose carbonizada aplicados em eletrodos de supercapacitores, o estudo foi orientado pelos professores Ademir José Zattera e Lilian Vanessa Rossa Beltrami, e integra o projeto Obtenção e modificação de estruturas carbonosas para potenciais aplicações de armazenamento de energia, com fomento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

“A proposta baseia-se em criar aerogéis carbonizados a partir da nanocelulose modificados com nióbio para melhorar a condutividade elétrica, a estabilidade estrutural e o desempenho eletroquímico dos eletrodos em supercapacitores. A inovação está na integração de um recurso renovável com um metal de alto valor tecnológico, resultando em um material leve, poroso e de alta eficiência para armazenar e liberar energia rapidamente”, explica Lilian.

O Brasil é o maior produtor e detentor das maiores reservas de nióbio do mundo. A pesquisa alinha-se com a agenda de desenvolvimento tecnológico nacional, buscando fortalecer a indústria e a pesquisa com recursos próprios de forma estratégica, agregando, inclusive, valor ao nióbio. Seus resultados, porém, ainda não foram divulgados oficialmente ao setor industrial. “Cabe reforçar que esse estudo tem cunho acadêmico e científico. Sendo assim, para que a indústria tenha acesso e possa aplicá-lo, é preciso ampliar a testagem e verificar os custos”, ressalta.

Sustentabilidade
Patrícia, autora da pesquisa, entende que projetar melhores sistemas de armazenamento de energia permite diminuir o impacto ambiental. “Isso devido ao direcionamento que esses estudos têm para a utilização de materiais biodegradáveis, com processamento mais simples e com menores emissões poluentes, como no caso da celulose empregada nesse projeto. A pesquisa promove o uso de matérias-primas renováveis e processos mais limpos, ajudando a reduzir a dependência de materiais de origem fóssil e o impacto ambiental de tecnologias de armazenamento de energia”, argumenta.

Foto: Free Pik/Divulgação