China desenvolve bateria barata que pode durar 16 anos
- Pesquisadores chineses desenvolveram uma bateria de fluxo à base de ferro que pode durar 16 anos, com 6 mil ciclos de carga.
- Essa bateria é uma solução de infraestrutura pesada, voltada para armazenamento em escala industrial — e não para celulares.
- A tecnologia oferece uma alternativa mais barata para armazenar eletricidade em larga escala, demanda cada vez maior no setor.
Uma equipe de pesquisadores do Instituto de Pesquisa de Metais da Academia Chinesa de Ciências (CAS) desenvolveu uma bateria de fluxo à base de ferro que pode solucionar o maior gargalo da transição energética: o alto custo do armazenamento de eletricidade em larga escala.
O estudo, publicado este mês na revista científica Advanced Energy Materials, apresenta uma inovação capaz de suportar 6 mil ciclos de carga — uma durabilidade de 16 anos em operação diária.
No entanto, vale lembrar que essas baterias não foram projetadas para dispositivos portáteis: elas dependem de tanques de eletrólitos, bombas e tubulações para funcionar. Trata-se de uma solução de infraestrutura pesada, voltada para o armazenamento em escala industrial.
A urgência dessa inovação está na dinâmica do mercado. Hoje, quem dita as regras quando o assunto é armazenamento de energia é o lítio, mas a sua cadeia de suprimentos é complexa e muito cara. Um levantamento repercutido pelo jornal South China Morning Post destaca que o lítio chega a ser negociado por um valor 80 vezes maior que o do ferro na indústria de base.
Essa diferença de preço transforma o material abundante na Terra em uma alternativa mais viável para criar instalações capazes de estabilizar as redes elétricas das grandes cidades, por exemplo, garantindo o fornecimento ininterrupto de energia.
Como a bateria funciona?
Diferente das baterias de íon-lítio dos celulares, as de fluxo de ferro armazenam energia em tanques de líquidos. Historicamente, os modelos à base de ferro esbarravam em uma falha técnica no polo negativo do equipamento: durante o uso, os materiais ativos têm a tendência de vazar. Esse processo, conhecido no jargão técnico como crossover, inviabiliza sua comercialização.
Para resolver o obstáculo do vazamento, os cientistas do CAS desenvolveram um complexo de ferro que funciona como um escudo de dupla camada em nível molecular. Segundo as informações divulgadas pelo portal Interesting Engineering, a molécula usa sua estrutura física — que é mais rígida e volumosa — para proteger o núcleo de ferro. Ao mesmo tempo, esse complexo possui uma forte carga negativa que gera um campo de força, repelindo as partículas que tentam “fugir” de forma indevida.
A combinação desses mecanismos barra a liberação do material. Além disso, a nova tecnologia adota uma química de base alcalina que impede a formação de dendritos, minúsculos cristais que costumam causar curtos-circuitos e destruir módulos precocemente.
Durante todo o período simulado, a bateria operou sem qualquer perda na capacidade de armazenamento. Mesmo quando os pesquisadores exigiram altas potências de saída, o protótipo reteve 78,5% da sua eficiência energética original.
Corrida para substituir o lítio
Há uma corrida internacional para encontrar alternativas ao lítio. Como as instalações de rede elétrica não sofrem restrições de peso ou espaço físico — ao contrário de carros elétricos ou dispositivos móveis —, as baterias de fluxo despontam como sucessoras mais baratas no setor.
Nos Estados Unidos, o mercado já apresenta movimentações parecidas. A ESS Tech Inc., empresa com sede no Oregon, iniciou a instalação de medidores de fluxo de ferro em infraestruturas privadas, fornecendo suporte de energia para data centers de gigantes da tecnologia como o Google.
Com resultados científicos, o próximo desafio será provar a escalabilidade do projeto, tirando a promessa dos laboratórios e integrando a tecnologia às redes elétricas.