Como um dos principais favoritos no campo dos novos materiais, a aplicação da fibra de carbono na indústria dos drones está a sofrer uma profunda atualização, passando da simples leveza à integração funcional. Em novembro de 2025, um professor universitário nacional liderou uma equipa para publicar resultados de investigação significativos na principal revista internacional Materiais avançadosA empresa de desenvolvimento de drones, a Fuselage, desenvolveu com êxito um supercapacitor estrutural de fibra de carbono. Isto permite a integração da estrutura do drone e do armazenamento de energia, transformando a fuselagem de fibra de carbono de um mero "esqueleto leve" numa "bateria de armazenamento de energia". Este avanço resolve o dilema de longa data "resistência versus carga útil" enfrentado pela indústria de drones e abre um novo caminho para aplicações de fibra de carbono na economia de baixa altitude.

O rápido desenvolvimento da indústria de drones levou à sua aplicação cada vez mais generalizada em domínios como a distribuição logística, a inspeção aérea e o salvamento de emergência. No entanto, os pontos fracos da curta duração e da baixa capacidade de carga útil têm limitado constantemente as actualizações da indústria. Atualmente, as fuselagens dos drones convencionais utilizam normalmente materiais compósitos de fibra de carbono de grau aeroespacial, que têm uma densidade de apenas 1/4 da do aço, mas possuem sete vezes mais resistência, conseguindo uma leveza - uma fuselagem de metal de 10 kg pode ser substituída por apenas 2,5 kg de fibra de carbono. No entanto, os sistemas de bateria convencionais tornaram-se o maior "obstáculo". Para um drone de logística com uma carga útil de 5 kg, a própria bateria pesa 3 kg, representando 60% do total, exigindo um contrapeso adicional de 0,5 kg para manter o equilíbrio. Muitas empresas, esforçando-se por aumentar o alcance em 5 quilómetros, são forçadas a reduzir a carga útil em 1 quilograma. Este "trade-off" tornou-se um desafio comum na indústria.

Perante o atual estrangulamento das abordagens convencionais de I&D centradas no aumento da densidade energética das baterias, o professor levou a sua equipa a explorar um novo caminho. Com base no conceito de "integração estrutural de armazenamento de energia", propuseram a ideia inovadora de permitir que a própria estrutura da fuselagem do drone possua capacidades de armazenamento de energia. Durante a investigação e desenvolvimento da equipa, um estudante de mestrado de 2023 combinou de forma inovadora eléctrodos de fibra de carbono com um eletrólito sólido à base de resina epóxi, tentando criar um novo componente capaz de suportar simultaneamente cargas e armazenar energia. Isto permite que as asas e a fuselagem do drone se tornem "componentes bifuncionais" que fornecem tanto suporte estrutural como energia eléctrica.
Durante o processo de investigação e desenvolvimento, a equipa ultrapassou vários desafios técnicos através de quase uma centena de experiências. Entre estes, a formulação do eletrólito surgiu como uma dificuldade central. Este "adesivo condutor" especial tinha de assegurar uma excelente condutividade eléctrica, possuindo simultaneamente uma resistência mecânica suficiente. Uma vez, a equipa sofreu uma queda de 30% na capacidade de armazenamento de carga devido a pequenos desvios nas proporções dos ingredientes, causados pela influência da humidade do laboratório. Para encontrar a fórmula ideal, a equipa conduziu repetidamente, acabando por preparar o material chave utilizando um método hidrotérmico de mistura a alta temperatura num só passo, combinando-o com um rácio específico de eletrólito e fabricando-o sob condições estáveis de temperatura e humidade para desenvolver com sucesso uma amostra compatível. O recém-desenvolvido supercapacitor estrutural de fibra de carbono alcançou vários avanços no desempenho, demonstrando plenamente o potencial tecnológico dos materiais de fibra de carbono. Os testes da equipa mostram que uma amostra quadrada de 10 cm pode manter mais de 80% da sua capacidade de carga quando sujeita às pressões experimentadas por uma asa de drone. Enquanto os dispositivos de armazenamento de energia apresentam uma queda significativa na capacidade sob pressão, a ligação interna deste material torna-se mais apertada e a transmissão elétrica mais suave quando comprimida, exibindo uma caraterística "mais estável sob tensão". Além disso, o material possui uma resistência excecional aos danos; mesmo que seja riscado por uma lâmina ou perfurado com uma broca, não entra em curto-circuito e continua a funcionar normalmente. Isto significa que, se um drone sofrer uma colisão ou um arranhão durante a operação, o sistema de armazenamento de energia pode continuar a funcionar, ganhando tempo valioso para uma aterragem de emergência. Além disso, este dispositivo suporta um escalonamento flexível. Pode ser combinado como "blocos de construção" - ligados em série para obter uma tensão mais elevada ou em paralelo para aumentar a capacidade - adaptando-se aos requisitos de utilização dos drones em diferentes cenários.

Mais importante ainda, este supercapacitor estrutural de fibra de carbono resolve com sucesso o conflito central entre resistência e carga útil. Reduz significativamente a proporção de peso da bateria para um drone tradicional de 5 kg de carga útil de 60%, alcançando melhorias duplas na redução de peso e armazenamento de energia através da integração estrutural. De acordo com os dados de simulação da equipa, para um drone existente com uma carga útil de 5 kg e um alcance de 20 km, a aplicação desta tecnologia poderia reduzir o peso da bateria de 3 kg para 2 kg, aumentar a carga útil para 7 kg e aumentar o alcance para 30 km. Isto permite que um único drone realize as tarefas operacionais de dois drones convencionais, duplicando efetivamente a eficiência operacional. Além disso, o material apresenta um excelente desempenho em ambientes de baixa temperatura, mantendo mais de 80% do seu desempenho mesmo a temperaturas inferiores a trinta graus negativos, expandindo ainda mais os seus cenários de aplicação. Este avanço tecnológico não só traz uma mudança disruptiva para a indústria dos drones, como também eleva o valor da aplicação da fibra de carbono no fabrico de topo de gama. Para além dos drones, esta tecnologia pode ser alargada aos domínios aeroespaciais, como os suportes de painéis solares para satélites e as paredes das cabinas dos aviões, alcançando efeitos duplos de redução do peso estrutural e de armazenamento de energia de alimentação. Tem também amplas perspectivas de aplicação em novas energias, no fabrico de equipamento topo de gama e noutros sectores. Enquanto material essencial no domínio da leveza, esta aplicação inovadora da fibra de carbono na funcionalidade de armazenamento de energia representa uma integração profunda da investigação de materiais e da tecnologia de engenharia. Também confirma a tendência de desenvolvimento da fibra de carbono, que evolui de um "material de desempenho único" para um "material integrado multifuncional". No futuro, à medida que a tecnologia de integração do armazenamento estrutural de energia em fibra de carbono continuar a melhorar e a ser implementada comercialmente, dará um novo impulso ao desenvolvimento da economia de baixa altitude, da indústria aeroespacial e de outros domínios. A fibra de carbono continuará a desempenhar o seu papel central como o "rei dos novos materiais" em mais sectores de produção de topo de gama, impulsionando saltos duplos na leveza e no desempenho em várias indústrias. A Taishi Technology, como uma empresa de tecnologia dedicada à P&D e à fabricação de produtos de fibra de carbono de alta qualidade, atua no campo da fibra de carbono há muitos anos. Com uma equipe profissional de P&D e produção e soluções abrangentes de cadeia completa, a empresa fornece produtos de fibra de carbono leves e de alto desempenho e suporte técnico para vários campos, incluindo aeroespacial, drones e novas energias, ajudando várias indústrias a aproveitar as oportunidades de inovação apresentadas por materiais de fibra de carbono e alcançar a atualização industrial.