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Em declarações à agência Lusa, a investigadora do Departamento de Engenharia Física da FEUP, Maria Helena Braga, responsável pela investigação, explicou que a inovação surgiu da necessidade de entender o "funcionamento de um electrólito (substância que se dissolve para originar uma solução que conduz electricidade) de vidro ferro eléctrico".
Com base numa célula electroquímica, formada por dois condutores (dois eléctrodos diferentes) e um electrólito rico em lítio, a equipa de investigadores concluiu num estudo, publicado na revista "Applied Physics Reviews", que a célula, ao combinar "capacitância negativa e resistência negativa", se auto carrega.
A capacitância negativa ocorre quando uma mudança na carga faz com que a tensão, através de um material, mude na direcção oposta.
Por sua vez, a resistência negativa ocorre quando se dá um aumento de tensão nos terminais de um circuito ou dispositivo eléctrico e que resulta numa diminuição da corrente eléctrica.
"Como é que ela se auto carrega? Formando um condensador de capacitância negativa, não é a primeira vez que se vê isto, mas é a primeira vez que essa capacitância negativa é vista associada a uma resistência negativa", disse.
A investigação, que surge da "preocupação, necessidade e urgência em electrificar por causa das mudanças no clima", vem assim unificar a teoria por detrás de todos os dispositivos no estado sólido, como as baterias, energia fotovoltaica e transístores.
"Sabendo nós que temos um material ferro eléctrico que se auto carrega, podemos prever esse auto-carregamento, estudá-lo, optimizá-lo e utilizá-lo quando é necessário aumentar a capacidade e autonomia das baterias, nomeadamente, em sensores num todo de uma montanha ou mesmo num carro", exemplificou.
De acordo com a investigadora, este processo "tem aplicações em todos os dispositivos de armazenamento de energia e pode melhorar substancialmente a sua autonomia".
"Este processo dá origem a um dispositivo que se auto carrega sem autociclo, aumentando a energia armazenada nele, em oposição à degradação natural do processo electroquímico que faz com que a energia armazenada diminua pela dissipação de calor", frisou.
À Lusa, Maria Braga adiantou que esta é a "primeira vez" que um artigo científico relaciona, numa tela electroquímica, a capacitância negativa e a resistência negativa, algo que "nunca foi visto na literatura".
"Isto é organização, é um processo de uniformização, criação de padrões e de organização. Isto é algo que não acontece só nas células electroquímicas, acontece em muitos outros dispositivos, desde o bater do coração, em fenómenos que ocorrem nos nossos neurónios ou nas nossas células", referiu, adiantando que a investigação pode "abrir portas noutras áreas".
Maria Helena Braga, 45 anos, publicou pela primeira vez sobre a tecnologia de electrólitos de vidro em 2014, quando desenvolvia investigação na FEUP, tendo recebido, nessa altura, um contacto do investigador norte-americano da Universidade do Texas (Austin, Estados Unidos), Andy Murchison, que conhecia bem John Goodenough, o inventor das baterias de iões de lítio e Nobel da Química em 2019, com o qual foi "desafiada" a trabalhar.
A especialista é formada em Física do Estado Sólido e Ciências dos Materiais, doutorada em Engenharia Metalúrgica e Materiais, na Universidade do Porto, e professora auxiliar no Departamento de Engenharia Física da Universidade do Porto, desde 2002.
