Pesquisadores chineses apresentaram um compósito de cimento capaz de funcionar como supercapacitor, armazenar energia elétrica e, ao mesmo tempo, manter a robustez exigida em aplicações estruturais. O resultado do trabalho, divulgado em 2 de novembro de 2025 na revista Advanced Science, indica um caminho para transformar paredes, pisos e elementos de infraestrutura em reservatórios de energia integrados.
Como funciona o material
A receita combina cimento, negro de carbono, hidrogel de poliacrilamida e o surfactante laurilssulfato de sódio (SDS). O processo segue etapas já conhecidas na indústria do concreto:
- mistura de cimento, água e negro de carbono;
- cura convencional;
- prensagem a quente a 90 °C, com cargas entre 0,2 e 8 toneladas;
- impregnação a vácuo de uma solução que forma o hidrogel dentro dos poros;
- polimerização in situ do hidrogel, auxiliada pelo SDS, que cria uma ponte molecular entre o carbono hidrofóbico e a fase aquosa.
O tratamento a quente eleva a resistência à compressão de 3,2 MPa para 31 MPa, mantendo poros suficientes para o transporte de íons. Já o hidrogel retém 90 % da água após três horas a 60 °C e segue flexível a –20 °C, evitando congelamento interno.
Desempenho eletroquímico
Amostras prensadas moderadamente atingem 1 708 mF/cm² a 2,5 mA/cm², com resistência interna de cerca de 3 Ω·cm. Ensaios de ciclagem mostram:
- 93 % da capacidade inicial preservada após 1 000 ciclos quando hidrogel e surfactante estão presentes;
- mais de 83 % mantidos após 10 000 ciclos;
- capacidade útil até 2 V por 1 700 ciclos, contra apenas 100 ciclos sem hidrogel.
Tolerância mecânica e ambiental
O compósito conserva mais de 90 % da capacidade mesmo próximo ao limite de ruptura por compressão e continua alimentando um diodo após sofrer trincas. Amostras suportaram duas horas de chama direta sem combustão; após reidratação, a maior parte da capacidade retornou. Variações térmicas de –20 °C a 80 °C alteraram a energia armazenada em menos de 9 %.
Imagem: Nanowerk https
Escalabilidade
Todos os insumos — cimento, negro de carbono, hidrogel e SDS — são baratos e disponíveis em larga escala. Segundo os autores, a técnica se adapta a painéis, blocos ou lajes de espessura moderada, onde a área superficial maximiza a capacidade de carga rápida de íons.
Embora questões como durabilidade a longo prazo e exposição a agentes agressivos ainda precisem de avaliação, o estudo demonstra a viabilidade de incorporar armazenamento de energia diretamente em componentes estruturais sem demandar espaço extra ou novos sistemas de fiação.
Com informações de Nanowerk
