Nova bateria de água promete avanço no armazenamento de energia renovável

Pesquisadores de universidades da China e de Hong Kong desenvolveram uma nova geração de bateria de água com potencial para transformar o armazenamento de energia renovável. A tecnologia utiliza eletrólitos neutros e não tóxicos e apresentou desempenho considerado excepcional em testes de laboratório, segundo estudo publicado na revista Nature Communications.

As chamadas “baterias de água” não são uma novidade, mas vêm ganhando atenção por serem mais seguras e mais baratas do que as baterias de lítio. Em vez de compostos orgânicos inflamáveis, elas utilizam água misturada a sais para conduzir íons, o que reduz riscos de incêndio ou explosão. Por outro lado, essas baterias ainda enfrentam limitações importantes, como menor densidade de energia e menor durabilidade, o que restringe seu uso, por exemplo, em veículos.

O principal problema das versões tradicionais está relacionado ao uso de meios ácidos ou alcalinos, como ácido sulfúrico ou hidróxido de potássio, que aceleram a degradação dos eletrodos internos. Isso reduz a vida útil do sistema e compromete sua eficiência ao longo do tempo.

Para contornar esse desafio, os cientistas desenvolveram um eletrólito de pH neutro, semelhante ao da água pura, composto por cloreto de magnésio ou cloreto de cálcio — sais de baixo custo, usados inclusive na produção de alimentos como tofu. Além de não inflamável, a nova composição permite descarte com menor impacto ambiental, conforme normas internacionais.

Nos testes, a bateria alcançou cerca de 120 mil ciclos de carga e descarga, mantendo 72,67% da capacidade inicial, desempenho significativamente superior ao das baterias de lítio em condições semelhantes. Outro destaque foi a estabilidade química: o sistema manteve pH entre 4,91 e 7,02 durante o funcionamento e não apresentou presença detectável de metais pesados.

O avanço também está no material utilizado no ânodo, o eletrodo negativo responsável pelo armazenamento de energia. Os pesquisadores testaram diferentes estruturas à base de carbono e selecionaram o Hex-TADD-COP, um polímero com alta capacidade de condução de íons e maior estabilidade estrutural.

Durante o funcionamento, os íons de magnésio e cálcio se ligam ao material para gerar corrente elétrica e se desprendem no processo de recarga, com baixa perda de energia. Em comparação, ambientes mais ácidos permitem a interferência de prótons de hidrogênio, que aceleram a degradação da bateria. No novo sistema, essa interferência caiu para 0,51%, contra 41,58% em condições mais ácidas.

Os testes também foram realizados em formato de célula tipo bolsa, mais próximo de uma aplicação comercial, e mantiveram desempenho estável por mais de três mil ciclos. Apesar dos resultados promissores, os pesquisadores destacam que ainda são necessárias etapas adicionais para viabilizar a produção em larga escala.

Mesmo assim, a tecnologia é vista como uma alternativa promissora para o armazenamento seguro e sustentável de energia, especialmente em um cenário de expansão das fontes renováveis como solar e eólica.

Fonte: CNN