Cientistas criam baterias de oxigênio inovadoras e acessíveis sem elementos químicos raros e caros

Cientistas da Áustria desenvolvem bateria de ar inovadora que poderia dar fim às baterias de íons de lítio. Baterias de oxigênio são mais duradouras, seguras e baratas.

As baterias de íons de lítio já estão presentes em diversos dispositivos eletrônicos e automóveis elétricos, sendo produzidas com grande facilidade atualmente. No entanto, pesquisadores vêm desenvolvendo uma nova tecnologia que pode revolucionar o mercado de baterias: a produção de baterias de íons de oxigênio. Essa novidade tem o potencial de tornar as baterias mais eficientes e duráveis, além de mais seguras e sustentáveis. Neste artigo, vamos explorar como essa nova tecnologia funciona e como ela pode impactar nosso dia a dia.

Baterias de ar?

As inovadoras baterias de oxigênio podem ser desenvolvidas sem utilizar elementos químicos caros e raros, e serão produzidas utilizando apenas materiais incombustíveis, reduzindo assim o risco de explosões e incêndios, algo que é muito comum nas baterias de lítio.

O conceito da bateria de ar foi lançado por um trio de pesquisadores da Universidade Tecnológica de Viena, na Áustria. Segundo Alexander Schmid, os pesquisadores já possuem muita experiência com materiais cerâmicos, que têm sido utilizados para células de combustível há alguns anos. Isso gerou aos mesmos a ideia de investigar se esses materiais também poderiam ser adequados para desenvolver uma bateria. 

Os materiais cerâmicos estudados pela equipe são capazes de liberar e absorver íons de oxigênio com dupla carga negativa (O²). Quando uma tensão elétrica é aplicada, os íons de oxigênio migram de um material cerâmico para outro, de onde podem ser forçados a migrar novamente, gerando assim uma corrente elétrica. Segundo o professor Jurgen Fleig, o princípio básico das baterias de oxigênio é realmente muito parecido com os da bateria de íons de lítio, entretanto seus materiais possuem algumas vantagens essenciais.

Nova bateria conta com maior duração

O conceito da bateria de íons de oxigênio possui outra grande vantagem: sua longevidade. Schmid afirma que em diversas baterias há o problema de que, em algum momento, os portadores de carga não podem mais se mover, desta forma não é possível gerar mais eletricidade e a capacidade da bateria é reduzida. Após muitos ciclos de carga, isso pode gerar um sério problema.

A bateria de íons de oxigênio, por outro lado, pode ser regenerada sem problemas: Se o oxigênio for perdido devido a reações colaterais, a perda pode ser simplesmente compensada pelo oxigênio do ar ambiente.

Já em relação aos materiais utilizados em sua construção, a cerâmica não é inflamável, praticamente descartando acidentes de incêndio, que acontecem repetidamente com baterias de íons de lítio. Além disso, ao menos em tese, não são necessários elementos raros, que são caros ou com fornecimento limitado a poucas áreas do mundo.

Desafios a serem enfrentados pelos pesquisadores

É importante mencionar que esta bateria de ar ainda não é a tão esperada revolução no campo das baterias para aparelhos portáteis e carros elétricos, que, embora tenha melhorias incrementais, está estacionado na mesma tecnologia há mais tempo do que todos gostariam. Isto porque as novas baterias de oxigênio atingem cerca de um terço da densidade de energia que as baterias de íons de lítio e só funcionam corretamente em temperaturas entre 200 e 400ºC.

Desta forma, esta é uma tecnologia extremamente interessante para armazenar energia das fontes intermitentes, como solar e eólica, tornando possível alimentar a rede elétrica 24 horas por dia. Atualmente, esta área é dominada pelas baterias de fluxo.

Segundo Schmid, caso seja construído um galpão inteiro cheio de módulos de armazenamento de energia, a menor densidade de energia e a ampliação da temperatura operacional não exercem um papel decisivo. Entretanto, os pontos fortes da sua bateria seriam particularmente importantes, como a longa vida útil, a possibilidade de produzir grandes quantidades desses materiais sem elementos raros e o fato de não haver risco de incêndio com estas baterias.