Bateria de íon-sódio criada na UFPR aponta caminhos para substituir lítio

A bateria foi desenvolvida durante o mestrado, o doutorado e o projeto de pós-doutorado da pesquisadora Maria Karolina Ramos. O estudo foi capa recente da revista Sustainable Energy & Fuels, da Royal Society of Chemistry. A motivação para o desenvolvimento da bateria, além de suas diferentes aplicações, também foi pensando na descarbonização da matriz energética, em uma busca por fontes de energia renováveis. "Por muito tempo, as baterias de íons de lítio dominaram a eletrônica portátil graças à sua alta capacidade de armazenamento e longa duração", conta Maria. "Mas nem tudo são flores: essas baterias usam solventes orgânicos tóxicos e inflamáveis, podem causar curto-circuito e até explodir. Além disso, dependem de reservas de lítio, que é um elemento químico escasso. São reservas concentradas em poucos países e causam um grande dano ambiental na sua extração, o que tornam essas baterias muito caras", comenta.

Mas apenas substituir um elemento por outro não é uma tarefa simples. O desafio é encontrar materiais capazes de armazenar e liberar íons de sódio com a mesma eficiência do lítio, pois as diferenças de tamanho e química entre os elementos exige novos componentes para os polos da bateria. Para isso, o laboratório coordenado por Zarbin utilizou a técnica de nanoarquitetura para chegar em uma combinação de três materiais diferentes, em escala nanométrica, que pode ser usada como eletrodo na bateria de íon-sódio. Os materiais utilizados para essa bateria de íons-sódio não apenas fazem a bateria funcionar. 

A composição assegurou que os pesquisadores fabricassem uma bateria com uma série de características combinadas que, até então, eram inéditas. Entre as diversas aplicações, uma bateria flexível pode ser utilizada em eletrônicos vestíveis na área da saúde. A transparência é crucial para acoplar a bateria a sistemas que exigem passagem de luz, como células solares e janelas inteligentes. A possibilidade de funcionar em meio aquoso também amplia a segurança das baterias. 

Com Ciência UFPR