Quem nunca passou pelo desespero de ficar sem bateria que atire a primeira pedra. Mas esses dias podem estar contados, graças aos cientistas da Universidade de Stanford. Eles criaram uma bateria dobrável que poderá ser uma alternativa mais barata e segura às atuais de íon lítio.
A pesquisa completa foi publicada na revista científica Nature. O protótipo apresentado usa alumínio como ânodo e espuma de grafite como cátodo, mergulhados em um eletrólito líquido iônico dentro de uma bolsa de polímeros maleável. Mesmo sendo dobrada na horizontal ou na vertical, ela continua liberando carga de forma estável.
O baixo custo do alumínio faz dele um material interessante para se trabalhar, mas encontrava limitações até o momento, como baixa voltagem, em torno de 0,5 V, e ciclo de vida reduzido, com cerca de 100 recargas. A solução apresentada pela equipe do professor de química Hongjie Dai foi o uso do cátodo de espuma de grafite.
Uma das maiores vantagens apresentadas é o tempo de recarga. Baterias de íon lítio podem levar horas para serem completamente carregadas. Mas o protótipo de Stanford apresentou tempos muito reduzidos. Usando duas baterias acopladas para carregar um smartphone, os pesquisadores conseguiram chegar a até um minuto para recarga total.
A base de alumínio também reduz o risco de que a bateria pegue fogo, como acontece com as de íon lítio, usadas para eletrônicos portáteis, como celulares e laptops. Outro avanço para a segurança foi o eletrólito não inflamável. Ele é “basicamente um sal que é líquido à temperatura ambiente, então é muito seguro”, disse o estudante de pós-graduação Ming Gong, um dos autores da pesquisa. Até mesmo quando perfurado, o protótipo continuou funcionando e sem incêndios, com apenas um leve aumento na temperatura.
Além de mais segura, a bateria desenvolvida também traz outros avanços, como o ciclo de vida de 7.500 recargas sem perda de capacidade. “Esta foi a primeira vez que uma bateria de íons de alumínio ultrarrápida foi construída com uma estabilidade de mais de milhares de ciclos”, dizem os autores. Baterias de íon lítio normalmente tem em torno de mil ciclos.
Uma questão antes de se tornar comercialmente viável porém é a voltagem. Com 2V, apesar da melhora em relação a outras baterias de alumínio e até mesmo de pilhas alcalinas, ela ainda tem metade da voltagem comum de uma bateria de íon lítio. É um desafio a ser vencido, mas Dai acredita que pode ser superado. “Melhorar o material do cátodo pode eventualmente aumentar a voltagem e a densidade de energia”, disse.
Outro desafio é o tamanho. Clare Grey especialista em química da Universidade de Cambridge, aponta que os números apresentados pela bateria em parte se devem ao fato de ser uma versão pequena. “Quanto maior forem as folhas de grafite, mais os íons terão que ficar difusos, então eles ficarão mais lentos”, disse Grey à BBC.
Mesmo assim, o protótipo é bastante promissor. Além das vantagens já apresentadas, ele também pode ser utilizado para armazenar energia de forma prática e é uma alternativa mais ecologicamente segura do que pilhas alcalinas. E por ser dobrável, poderá ser a base das baterias de eletrônicos com telas flexíveis, uma das apostas para o futuro. “Nossa bateria tem tudo o que você sonha que uma bateria deve ter: eletrodos de baixo custo, boa segurança, carregamento de alta velocidade, flexibilidade e ciclo de vida longo. Eu vejo isso como uma nova bateria em seus primeiros dias. É muito emocionante”, disse Dai.
Veja mais no vídeo abaixo, feito pela Universidade de Stanford (em inglês).
Fonte: BBC Brasil, Nature, Stanford University.
