A tecnologia atual das baterias de íons de lítio provavelmente não dará conta da grande demanda por energia das próximas décadas. Estima-se que em 2050 a eletricidade represente 50% da matriz mundial. Hoje esse índice é de 18%. Já a capacidade instalada para a produção de energias renováveis deve se tornar quatro vezes maior. Isso demandará baterias mais eficientes, baratas e amigáveis ao meio ambiente.
Uma das alternativas estudadas em várias partes do mundo hoje é a bateria de lítio-ar. Alguns dos esforços brasileiros na busca deste dispositivo foram apresentados durante o segundo dia da FAPESP Week London, realizada nos dias 11 e 12 de fevereiro de 2019.
“Fala-se muito hoje nos carros elétricos. Alguns países europeus cogitam inclusive banir motores a combustão. Além disso, fontes renováveis como a energia solar precisam de baterias para armazenar o que é gerado durante o dia pela irradiação solar”, disseRubens Maciel Filho, professor da Faculdade de Engenharia Química da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).
A bateria de lítio-ar, atualmente funcionando apenas em escala laboratorial, tem como um dos reagentes o oxigênio do ar. Ela armazena mais energia por meio de uma reação eletroquímica, com a formação de óxido de lítio.
“É uma forma sustentável de armazenar energia elétrica. Com os avanços, pode suportar muitos ciclos de carga e descarga. Portanto, é durável. Ela apresenta ainda grande potencial para uso em transporte, tanto em veículos leves como os veículos pesados. Pode atuar ainda nas redes de distribuição de energia elétrica”, disse o pesquisador.
No entanto, transformar os experimentos em um produto comercialmente viável implica entender os fundamentos das reações eletroquímicas que ocorrem no processo.
“Além disso, requer o desenvolvimento de novos materiais que permitam potencializar as reações desejadas e minimizar ou evitar as indesejadas”, disse Maciel, que é diretor do Centro de Inovação em Novas Energias (CINE) .
Com unidades na Unicamp, no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen) e no Instituto de Química de São Carlos da Universidade de São Paulo (USP), o centro tem apoio da FAPESP e da Shell, no âmbito do programa Centros de Pesquisa em Engenharia (CPE).
Ele explicou que alguns dos fenômenos precisam ser observados in operando, ou seja, em tempo real. “A ideia é acompanhar em experimentos dinâmicos as reações que ocorrem e as diferentes espécies químicas que são formadas, mesmo que temporariamente. Do contrário, perdem-se algumas das etapas do que acontece durante o processo e a bateria se torna ineficiente em termos de tempo para ser carregada e duração da carga”, disse.
Para fazer essas medições, os pesquisadores usam o acelerador de luz síncrotron do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), localizado em Campinas.
Um outro projeto apresentado foi o de novas baterias de enxofre-ar. Apesar de não serem tão eficientes, são baratas e armazenam energia para muitas horas. “Elas podem estocar energia para até 24 horas a um custo muito baixo. Enxofre e soda cáustica são os principais ingredientes e são extremamente baratos. Por isso, estamos investindo nelas”, disse Nigel Brandon, professor do Imperial College.
Por conta dessas características, as baterias de enxofre-ar poderiam ser usadas em casas ou empresas. Brandon acredita, no entanto, que o maior potencial seria para estações de recarregamento de carros elétricos, que serão cada vez mais comuns em razão da meta europeia de corte de emissões de carbono de 80% até 2050.
“É importante frisar que os diferentes projetos de bateria não são concorrentes, mas complementares”, disse Geoff Rodgers, da Brunel University London, mediador da sessão.
De Londres