Bateria de... algodão? As alternativas ao lítio e outros minérios desenvolvidas por cientistas e empresas:futebol ao vivo na tv

E ele não está brincando. "A temperatura é um segredo e a atmosfera é um segredo. A pressão é um segredo", prossegue ele, cauteloso.

Okina conta que é preciso atingir alta temperatura – maisfutebol ao vivo na tv3.000 °C. E que 1 kgfutebol ao vivo na tvalgodão gera 200 gfutebol ao vivo na tvcarbono. Como cada célulafutebol ao vivo na tvbateria precisafutebol ao vivo na tvapenas 2 g, o lotefutebol ao vivo na tvalgodão comprado pela empresafutebol ao vivo na tv2017 segue sendo usado até hoje, segundo ele.

As baterias são formadas por três componentes básicos: dois eletrodos e um eletrólito entre eles.

Um dos eletrodos passa a ter carga positiva e é conhecido como cátodo, enquanto o eletrodo com carga negativa é chamadofutebol ao vivo na tvânodo.

Durante o uso, partículas carregadas chamadas íons fluem do ânodo para o cátodo através do eletrólito. Este fluxo permite o movimento dos elétrons ao longo dos fios do circuito elétrico conectado à bateria.

Nas baterias desenvolvidas pela PJP Eye,futebol ao vivo na tvconjunto com pesquisadores da Universidade Kyushufutebol ao vivo na tvFukuoka, no Japão, o carbono é empregado para formar o ânodo – um dos dois eletrodos entre os quais fluem os íons, que são as partículas carregadas das baterias.

Os íons se movemfutebol ao vivo na tvuma direção quando a bateria está sendo carregada e na direção oposta ao fornecer energia para um aparelho.

A maioria das baterias usa grafite como ânodo, mas a PJP Eye defende quefutebol ao vivo na tvabordagem é mais sustentável, já que ela pode produzir ânodos utilizando resíduosfutebol ao vivo na tvalgodão da indústria têxtil.

Com a imensa demanda por baterias prevista para os próximos anos, impulsionada pelo aumento dos veículos elétricos e pelos grandes sistemasfutebol ao vivo na tvarmazenamentofutebol ao vivo na tvenergia, pesquisadores e empresas vêm desenvolvendo freneticamente possíveis alternativas para as bateriasfutebol ao vivo na tvgrafite e íonsfutebol ao vivo na tvlítio, tão comuns hojefutebol ao vivo na tvdia.

Como a PJP Eye, eles defendem que poderíamos utilizar materiais muito mais sustentáveis e facilmente disponíveis para a produçãofutebol ao vivo na tvbaterias.

Prejuízo ambiental

A mineraçãofutebol ao vivo na tvlítio pode causar impactos consideráveis ao meio ambiente. A extração do metal exige grandes quantidadesfutebol ao vivo na tvágua e energia e o processo pode deixar imensas cicatrizes no terreno.

O lítio recuperado costuma ser transportado do localfutebol ao vivo na tvmineração por longas distâncias, até ser refinadofutebol ao vivo na tvpaíses como a China. E o grafite também é extraído da natureza ou produzido a partirfutebol ao vivo na tvcombustíveis fósseis, ambos com impactos ambientais negativos.

"É muito fácil imaginar qual pode chegar a ser o tamanho da pegadafutebol ao vivo na tvcarbono à medida que o material das baterias passa pela extração e transporte", segundo Sam Wilkinson, analista da empresa fornecedorafutebol ao vivo na tvinformações e análisefutebol ao vivo na tvmercados S&P Global Commodity Insights.

Outro exemplo é o cobalto, empregadofutebol ao vivo na tvmuitas bateriasfutebol ao vivo na tvíonsfutebol ao vivo na tvlítio. O metal é extraído predominantemente na República Democrática do Congo – e existem relatosfutebol ao vivo na tvperigosas condiçõesfutebol ao vivo na tvtrabalho naquele país.

Da água do mar até os biorresíduos e pigmentos naturais, existe uma longa listafutebol ao vivo na tvpossíveis alternativas naturais, disponíveis muito mais facilmente. O difícil é comprovar que qualquer uma delas pode competirfutebol ao vivo na tvforma realista com as baterias existentes no mercado, aparentemente tão indispensáveis no nosso mundo repletofutebol ao vivo na tvaparelhos.

A PJP Eye também propõe a possibilidadefutebol ao vivo na tvmelhorar o desempenho das baterias e torná-las mais verdes.

"A superfície do nosso carbono é maior que a do grafite", segundo Okina. Ele descreve como a química do ânodo dafutebol ao vivo na tvbateriafutebol ao vivo na tvcarbono único da marca Cambrian permite que ela seja carregada com rapidez até 10 vezes maior que as bateriasfutebol ao vivo na tvíonsfutebol ao vivo na tvlítio existentes.

O cátodo da bateria é feitofutebol ao vivo na tvum óxidofutebol ao vivo na tv"metal básico". Okina não conta exatamente qual é esse metal, mas eles incluem cobre, chumbo, níquel e zinco, que podem ser obtidos mais facilmente e são menos reativos do que metais alcalinos como o lítio.

A empresa afirma que está desenvolvendo uma bateriafutebol ao vivo na tveletrodosfutebol ao vivo na tvcarbono duplo, com os dois eletrodos feitosfutebol ao vivo na tvcarbonofutebol ao vivo na tvorigem vegetal. A tecnologia é baseadafutebol ao vivo na tvpesquisas realizadas por pesquisadores da Universidade Kyushu, mas a bateria não deve estar disponível antesfutebol ao vivo na tv2025.

Poder carregar uma bateria rapidamente não faz muita diferença para uma máquinafutebol ao vivo na tvautoatendimento bancário, mas é importante para veículos elétricos, quando você deseja abastecer para seguir viagem.

Okina menciona que a empresa chinesa Goccia,futebol ao vivo na tvparceria com a japonesa Hitachi, desenvolveu uma bicicleta elétrica alimentada pela bateria da PJP Eye, que será colocada à venda no Japão. Okina afirma que a velocidade máxima da bicicleta éfutebol ao vivo na tv50 km/h e você pode percorrer uma distânciafutebol ao vivo na tv70 km com uma única carga.

Mas ela ainda está distante da única bateria que usa carbono provenientefutebol ao vivo na tvbiorresíduos. Stora Enso, na Finlândia, desenvolveu um ânodofutebol ao vivo na tvbateria que usa carbonofutebol ao vivo na tvlignina, um polímero aglutinante encontradofutebol ao vivo na tvárvores.

O algodão também pode ser usado no lugar do eletrólito que possibilita o fluxofutebol ao vivo na tvíons entre o cátodo e o ânodo, potencialmente criando bateriasfutebol ao vivo na tvestado sólido mais estáveis que as existentes hojefutebol ao vivo na tvdia, segundo alguns pesquisadores.

Mas há quem vislumbre fontesfutebol ao vivo na tvenergia maiores e potencialmente inexauríveis na natureza.

Os vastos oceanos do planeta representam um depósito "praticamente ilimitado"futebol ao vivo na tvmaterial para baterias, segundo Stefano Passerini, vice-diretor do Instituto Helmholtzfutebol ao vivo na tvUlm, na Alemanha.

Ele e seus colegas descreveram o designfutebol ao vivo na tvuma bateria que transfere íonsfutebol ao vivo na tvsódio da água do mar, para construir um depósito do metal sódio,futebol ao vivo na tvum documento publicadofutebol ao vivo na tvmaiofutebol ao vivo na tv2022. Para isso, a equipe projetou um eletrólitofutebol ao vivo na tvpolímero especial, através do qual podem passar os íonsfutebol ao vivo na tvsódio.

Aqui, a água do mar age como cátodo, ou o eletrodo com carga positiva. Mas não existe ânodo, pois o sódio não recebe carga negativa. Ele apenas se acumulafutebol ao vivo na tvforma neutra.

Passerini afirma que podem ser utilizados excedentesfutebol ao vivo na tvenergia solar ou eólica para acumular o sódio, que pode permanecer ali até que seja necessário.

"Quando você precisar da energia, pode reverter o processo e gerar eletricidade", explica ele, descrevendo como o metal seria simplesmente devolvido para o oceano.

Mas existem dificuldades neste processo. Resumidamente, o sódio,futebol ao vivo na tvforma muito similar ao lítio, reage energeticamente quando entrafutebol ao vivo na tvcontato com a água. Nas palavrasfutebol ao vivo na tvPasserini, "você tem uma explosão".

Por isso, é fundamental garantir que não haja vazamentofutebol ao vivo na tvágua do mar para o depósitofutebol ao vivo na tvsódio, para evitar que ocorra o desastre.

Essa possibilidade levou outros pesquisadores a buscar um material encontrado naturalmente nos nossos ossos e dentes, entre muitas outras fontes, como alternativa mais segura para os cátodos: o cálcio.

Ele pode, por exemplo, ser combinado com silício, o que ajudaria no transporte dos íonsfutebol ao vivo na tvcálcio para futuras baterias.

A listafutebol ao vivo na tvmateriais que podem impulsionar baterias no futuro está ficando cada vez mais estranha.

George John, da Universidade da Cidadefutebol ao vivo na tvNova York, nos Estados Unidos, e seus colegas pesquisam há muito tempo o potencialfutebol ao vivo na tvpigmentos biológicos chamados quinonas, encontradosfutebol ao vivo na tvplantas e outros organismos, para uso como eletrodosfutebol ao vivo na tvbaterias.

Eles chegaram a atingir resultados promissores com uma molécula derivadafutebol ao vivo na tvhena – a tintura usadafutebol ao vivo na tvtatuagens, derivada da árvore da hena, Lawsonia inermis.

"Este é o nosso sonho", afirma John. "Queremos fazer uma bateria sustentável."

Segundo ele, um dos obstáculos é a forte solubilidade da moléculafutebol ao vivo na tvhena natural. Quando usada como cátodo, ela se dissolve gradualmentefutebol ao vivo na tvum eletrólito líquido.

Mas, combinando-se quatro moléculasfutebol ao vivo na tvhena e acrescentando-se lítio, John explica que elas são capazesfutebol ao vivo na tvproduzir um material reciclável com estruturafutebol ao vivo na tvcristal, muito mais resistente.

"À medida que a cristalinidade aumenta, a solubilidade é reduzida", explica ele.

John acrescenta que os designsfutebol ao vivo na tvbateria desenvolvidos por ele e seus colegas podem não ter capacidade suficiente para alimentar veículos elétricos, mas, um dia, poderão ser usadosfutebol ao vivo na tvpequenos aparelhos vestíveis – talvez medidores dos níveisfutebol ao vivo na tvaçúcar no sanguefutebol ao vivo na tvpessoas diabéticas ou outros indicadores, por exemplo.

Outros pesquisadores estudam o usofutebol ao vivo na tvmateriais diferentes, como resíduosfutebol ao vivo na tvmilho e cascasfutebol ao vivo na tvsementesfutebol ao vivo na tvmelão, para gerar novos tiposfutebol ao vivo na tveletrodosfutebol ao vivo na tvbaterias. Mas o desafio pode serfutebol ao vivo na tvproduçãofutebol ao vivo na tvescala,futebol ao vivo na tvforma a atender à demanda cada vez maior da indústria.

Aliás, o desafio permanente para qualquer materialfutebol ao vivo na tvbateria alternativo é sempre atender ao extraordinário aumento esperado da demanda.

Se continuarmos usando a tecnologiafutebol ao vivo na tvbateriasfutebol ao vivo na tvlítio e grafitefutebol ao vivo na tvhojefutebol ao vivo na tvdia, o mundo irá precisarfutebol ao vivo na tvcercafutebol ao vivo na tvdois milhõesfutebol ao vivo na tvtoneladas anuaisfutebol ao vivo na tvgrafite até 2030, para satisfazer a crescente indústriafutebol ao vivo na tvbaterias, segundo estima o analista Max Reid, da consultoria Wood Mackenzie.

Atualmente, o consumo anual éfutebol ao vivo na tv700 mil toneladas.

"A demanda irá triplicar, na verdade", afirma ele. É por isso,futebol ao vivo na tvparte, que as alternativas ao grafite precisam atender esse alto nível. "Atingir essa escala será incrivelmente difícil para qualquer material novo."

Alterar os processosfutebol ao vivo na tvfabricação, eliminando o usofutebol ao vivo na tvgrafite, seria muito caro e, possivelmente, um grande risco comercial, segundo a engenheira e cientistafutebol ao vivo na tvbaterias Jill Pestana, da Califórnia (EUA), que trabalha atualmente como consultora independente.

Ela é cética sobre o usofutebol ao vivo na tvbiorresíduos para ânodosfutebol ao vivo na tvcarbono, pois as fontes desses resíduos nem sempre podem ser muito ecológicas. É o casofutebol ao vivo na tvuma plantaçãofutebol ao vivo na tvárvores com má gestão da biodiversidade, por exemplo.

Por outro lado,futebol ao vivo na tvmercados com consumidores aparentemente preocupados com a sustentabilidade dos produtos adquiridos, materiaisfutebol ao vivo na tvbaterias alternativos, provenientesfutebol ao vivo na tvfontes adequadas, podem ter maiores chances – sejam as baterias feitasfutebol ao vivo na tvcarbono derivadofutebol ao vivo na tvbiorresíduos oufutebol ao vivo na tvqualquer outra substância potencialmente mais sustentável.

"O público pode desempenhar um papel importante, realmente impulsionando esses esforços", indica Pestana.

Leia a versão original desta reportagem (em inglês) no site BBC Future.