Pesquisadores desenvolvem bateria recarregável de zinco-ar com vitamina B12 como catalisador. Protótipo atingiu até 250 ciclos de carga e descarga.
Pesquisadores da Universidade de Córdoba desenvolveram uma bateria recarregável de zinco-ar que utiliza vitamina B12 como catalisador e conseguiu atingir até 250 ciclos de carga e descarga. O protótipo foi criado pelo grupo de Química Física do Instituto Químico de Energia e Meio Ambiente (IQUEMA), que encontrou uma maneira de aproveitar as propriedades da vitamina para facilitar as reações químicas responsáveis pelo funcionamento do dispositivo.
O experimento representa uma nova aplicação para a cobalamina, nome científico da vitamina B12, conhecida principalmente por sua importância nutricional. A equipe conseguiu incorporar a substância à estrutura da bateria utilizando nanotubos de carbono, superando uma dificuldade relacionada à sua permanência no interior do sistema.
Como a vitamina B12 participa do funcionamento da bateria
A principal característica que chamou a atenção dos cientistas foi a presença de cobalto (III) na composição da vitamina. Esse elemento permite que a molécula participe das reações eletroquímicas necessárias para transformar energia química em eletricidade e realizar o processo inverso durante a recarga.
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Na prática, a B12 desempenha duas funções complementares. Quando a bateria fornece energia, ela favorece a reação que transforma oxigênio em água. Já no momento da recarga, contribui para a liberação de oxigênio, permitindo que o processo ocorra no sentido contrário.
Essa atuação nas duas etapas foi fundamental para o resultado alcançado pela equipe. Em experiências anteriores, o mesmo grupo já havia utilizado a catalase, que contém ferro (III), e a hemoglobina, formada com a participação de ferro (II), como catalisadores em outros modelos de baterias.
Desta vez, o diferencial foi conseguir desenvolver um sistema recarregável, com resultados apresentados em estudo publicado na revista científica Journal of Materials Chemistry A.
Pesquisadores encontraram solução para manter a molécula no dispositivo
Apesar das propriedades favoráveis, incorporar a vitamina B12 à bateria exigiu superar um obstáculo técnico. A substância apresenta elevada solubilidade, enquanto o equipamento utiliza um meio líquido à base de água para permitir a movimentação dos íons.
Para evitar que a molécula se dissolvesse no eletrólito, os cientistas recorreram a nanotubos de carbono de parede simples, que funcionam como uma estrutura de fixação. A estratégia foi inspirada nas ligações encontradas entre aminoácidos nas proteínas e permitiu manter a vitamina associada ao material empregado no protótipo.
Manuel Cano Luna, um dos autores da pesquisa, explicou que o trabalho busca identificar características presentes em materiais naturais que possam ser aproveitadas na criação de novas tecnologias de armazenamento de energia.
Por que o zinco-ar desperta interesse como alternativa às baterias tradicionais?
Uma das vantagens dessa tecnologia está na forma como utiliza seus componentes. Diferentemente de sistemas que precisam manter todos os reagentes armazenados internamente, as baterias de zinco-ar aproveitam o oxigênio disponível no ambiente, característica que contribui para diminuir o peso do equipamento.
O zinco também chama a atenção por ser um material abundante e reciclável. Somam-se a isso a elevada densidade energética e a utilização de eletrólitos aquosos não inflamáveis, fatores que ajudam a explicar o interesse por essa categoria de bateria.
Dispositivos compactos, como aparelhos auditivos, já utilizam baterias de zinco-ar. Entretanto, desenvolver versões capazes de receber novas cargas exige catalisadores que funcionem adequadamente tanto na liberação quanto no armazenamento de energia.
É justamente nessa dificuldade que o experimento da Universidade de Córdoba apresenta seu principal avanço, ao demonstrar que a vitamina B12 pode exercer as duas funções necessárias.
Descoberta abre possibilidades para armazenar energia renovável
A pesquisa também contribui para a procura por tecnologias que possam complementar as baterias convencionais de íon-lítio. Embora amplamente utilizadas, essas soluções dependem de matérias-primas cuja obtenção envolve dificuldades econômicas e impactos sociais e ambientais.
Nesse cenário, o emprego de componentes encontrados na natureza pode ampliar as possibilidades de desenvolvimento de sistemas de armazenamento mais sustentáveis e economicamente acessíveis.
Uma das aplicações consideradas para o futuro é guardar a eletricidade excedente produzida por fontes renováveis, permitindo seu aproveitamento em outros momentos.
A bateria com vitamina B12 ainda é um protótipo experimental, e os resultados apresentados não significam que a tecnologia esteja pronta para comercialização. O estudo, porém, demonstra que uma molécula conhecida por sua função no organismo também pode participar do desenvolvimento de novas soluções para o setor energético.
