Bateria de... algodão? As alternativas ao lítio e outros minérios desenvolvidas por cientistas e empresas:bet365 online

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 – maisbet365 online3.000 °C. E que 1 kgbet365 onlinealgodão gera 200 gbet365 onlinecarbono. Como cada célulabet365 onlinebateria precisabet365 onlineapenas 2 g, o lotebet365 onlinealgodão comprado pela empresabet365 online2017 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 chamadobet365 onlineânodo.

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,bet365 onlineconjunto com pesquisadores da Universidade Kyushubet365 onlineFukuoka, 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 movembet365 onlineuma 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 quebet365 onlineabordagem é mais sustentável, já que ela pode produzir ânodos utilizando resíduosbet365 onlinealgodão da indústria têxtil.

Com a imensa demanda por baterias prevista para os próximos anos, impulsionada pelo aumento dos veículos elétricos e pelos grandes sistemasbet365 onlinearmazenamentobet365 onlineenergia, pesquisadores e empresas vêm desenvolvendo freneticamente possíveis alternativas para as bateriasbet365 onlinegrafite e íonsbet365 onlinelítio, tão comuns hojebet365 onlinedia.

Como a PJP Eye, eles defendem que poderíamos utilizar materiais muito mais sustentáveis e facilmente disponíveis para a produçãobet365 onlinebaterias.

Prejuízo ambiental

A mineraçãobet365 onlinelítio pode causar impactos consideráveis ao meio ambiente. A extração do metal exige grandes quantidadesbet365 onlineágua e energia e o processo pode deixar imensas cicatrizes no terreno.

O lítio recuperado costuma ser transportado do localbet365 onlinemineração por longas distâncias, até ser refinadobet365 onlinepaíses como a China. E o grafite também é extraído da natureza ou produzido a partirbet365 onlinecombustíveis fósseis, ambos com impactos ambientais negativos.

"É muito fácil imaginar qual pode chegar a ser o tamanho da pegadabet365 onlinecarbono à medida que o material das baterias passa pela extração e transporte", segundo Sam Wilkinson, analista da empresa fornecedorabet365 onlineinformações e análisebet365 onlinemercados S&P Global Commodity Insights.

Outro exemplo é o cobalto, empregadobet365 onlinemuitas bateriasbet365 onlineíonsbet365 onlinelítio. O metal é extraído predominantemente na República Democrática do Congo – e existem relatosbet365 onlineperigosas condiçõesbet365 onlinetrabalho naquele país.

Da água do mar até os biorresíduos e pigmentos naturais, existe uma longa listabet365 onlinepossíveis alternativas naturais, disponíveis muito mais facilmente. O difícil é comprovar que qualquer uma delas pode competirbet365 onlineforma realista com as baterias existentes no mercado, aparentemente tão indispensáveis no nosso mundo repletobet365 onlineaparelhos.

A PJP Eye também propõe a possibilidadebet365 onlinemelhorar 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 dabet365 onlinebateriabet365 onlinecarbono único da marca Cambrian permite que ela seja carregada com rapidez até 10 vezes maior que as bateriasbet365 onlineíonsbet365 onlinelítio existentes.

O cátodo da bateria é feitobet365 onlineum óxidobet365 online"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 bateriabet365 onlineeletrodosbet365 onlinecarbono duplo, com os dois eletrodos feitosbet365 onlinecarbonobet365 onlineorigem vegetal. A tecnologia é baseadabet365 onlinepesquisas realizadas por pesquisadores da Universidade Kyushu, mas a bateria não deve estar disponível antesbet365 online2025.

Poder carregar uma bateria rapidamente não faz muita diferença para uma máquinabet365 onlineautoatendimento bancário, mas é importante para veículos elétricos, quando você deseja abastecer para seguir viagem.

Okina menciona que a empresa chinesa Goccia,bet365 onlineparceria 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 ébet365 online50 km/h e você pode percorrer uma distânciabet365 online70 km com uma única carga.

Mas ela ainda está distante da única bateria que usa carbono provenientebet365 onlinebiorresíduos. Stora Enso, na Finlândia, desenvolveu um ânodobet365 onlinebateria que usa carbonobet365 onlinelignina, um polímero aglutinante encontradobet365 onlineárvores.

O algodão também pode ser usado no lugar do eletrólito que possibilita o fluxobet365 onlineíons entre o cátodo e o ânodo, potencialmente criando bateriasbet365 onlineestado sólido mais estáveis que as existentes hojebet365 onlinedia, segundo alguns pesquisadores.

Mas há quem vislumbre fontesbet365 onlineenergia maiores e potencialmente inexauríveis na natureza.

Os vastos oceanos do planeta representam um depósito "praticamente ilimitado"bet365 onlinematerial para baterias, segundo Stefano Passerini, vice-diretor do Instituto Helmholtzbet365 onlineUlm, na Alemanha.

Ele e seus colegas descreveram o designbet365 onlineuma bateria que transfere íonsbet365 onlinesódio da água do mar, para construir um depósito do metal sódio,bet365 onlineum documento publicadobet365 onlinemaiobet365 online2022. Para isso, a equipe projetou um eletrólitobet365 onlinepolímero especial, através do qual podem passar os íonsbet365 onlinesódio.

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 acumulabet365 onlineforma neutra.

Passerini afirma que podem ser utilizados excedentesbet365 onlineenergia 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,bet365 onlineforma muito similar ao lítio, reage energeticamente quando entrabet365 onlinecontato com a água. Nas palavrasbet365 onlinePasserini, "você tem uma explosão".

Por isso, é fundamental garantir que não haja vazamentobet365 onlineágua do mar para o depósitobet365 onlinesódio, 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 íonsbet365 onlinecálcio para futuras baterias.

A listabet365 onlinemateriais que podem impulsionar baterias no futuro está ficando cada vez mais estranha.

George John, da Universidade da Cidadebet365 onlineNova York, nos Estados Unidos, e seus colegas pesquisam há muito tempo o potencialbet365 onlinepigmentos biológicos chamados quinonas, encontradosbet365 onlineplantas e outros organismos, para uso como eletrodosbet365 onlinebaterias.

Eles chegaram a atingir resultados promissores com uma molécula derivadabet365 onlinehena – a tintura usadabet365 onlinetatuagens, 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 moléculabet365 onlinehena natural. Quando usada como cátodo, ela se dissolve gradualmentebet365 onlineum eletrólito líquido.

Mas, combinando-se quatro moléculasbet365 onlinehena e acrescentando-se lítio, John explica que elas são capazesbet365 onlineproduzir um material reciclável com estruturabet365 onlinecristal, muito mais resistente.

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

John acrescenta que os designsbet365 onlinebateria desenvolvidos por ele e seus colegas podem não ter capacidade suficiente para alimentar veículos elétricos, mas, um dia, poderão ser usadosbet365 onlinepequenos aparelhos vestíveis – talvez medidores dos níveisbet365 onlineaçúcar no sanguebet365 onlinepessoas diabéticas ou outros indicadores, por exemplo.

Outros pesquisadores estudam o usobet365 onlinemateriais diferentes, como resíduosbet365 onlinemilho e cascasbet365 onlinesementesbet365 onlinemelão, para gerar novos tiposbet365 onlineeletrodosbet365 onlinebaterias. Mas o desafio pode serbet365 onlineproduçãobet365 onlineescala,bet365 onlineforma a atender à demanda cada vez maior da indústria.

Aliás, o desafio permanente para qualquer materialbet365 onlinebateria alternativo é sempre atender ao extraordinário aumento esperado da demanda.

Se continuarmos usando a tecnologiabet365 onlinebateriasbet365 onlinelítio e grafitebet365 onlinehojebet365 onlinedia, o mundo irá precisarbet365 onlinecercabet365 onlinedois milhõesbet365 onlinetoneladas anuaisbet365 onlinegrafite até 2030, para satisfazer a crescente indústriabet365 onlinebaterias, segundo estima o analista Max Reid, da consultoria Wood Mackenzie.

Atualmente, o consumo anual ébet365 online700 mil toneladas.

"A demanda irá triplicar, na verdade", afirma ele. É por isso,bet365 onlineparte, que as alternativas ao grafite precisam atender esse alto nível. "Atingir essa escala será incrivelmente difícil para qualquer material novo."

Alterar os processosbet365 onlinefabricação, eliminando o usobet365 onlinegrafite, seria muito caro e, possivelmente, um grande risco comercial, segundo a engenheira e cientistabet365 onlinebaterias Jill Pestana, da Califórnia (EUA), que trabalha atualmente como consultora independente.

Ela é cética sobre o usobet365 onlinebiorresíduos para ânodosbet365 onlinecarbono, pois as fontes desses resíduos nem sempre podem ser muito ecológicas. É o casobet365 onlineuma plantaçãobet365 onlineárvores com má gestão da biodiversidade, por exemplo.

Por outro lado,bet365 onlinemercados com consumidores aparentemente preocupados com a sustentabilidade dos produtos adquiridos, materiaisbet365 onlinebaterias alternativos, provenientesbet365 onlinefontes adequadas, podem ter maiores chances – sejam as baterias feitasbet365 onlinecarbono derivadobet365 onlinebiorresíduos oubet365 onlinequalquer 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.