Esta nova bateria de alumínio é carregável em 1 minuto


Possivelmente estás a ler este artigo no teu smartphone. No canto superior direito a bateria se calhar já está no vermelho, anunciando a inexorável morte e um forçado ressuscitamento que implicará umas três horas de aprisionamento do aparelho ligado a uma tomada. Não há dúvidas que um dos grandes sonhos para quem possui um aparelho electrónico é uma bateria que carregue rapidamente, que dure e de preferência que seja amiga do ambiente.

Durante anos, os investigadores reconheciam que estas propriedades poderiam ser obtidas com recurso a baterias de alumínio. Contudo, nunca se mostraram capazes de produzir uma que fosse potencialmente comercializável. Um cenário que mudou esta semana, com um estudo publicado na revista Nature, que anuncia a produção de uma bateria de alumínio ultra-rápida a carregar, durável e segura para o ambiente.

A procura por uma bateria de alumínio é fácil de entender, pois é, teoricamente, o material perfeito. É barato, existe em abundância, é maleável, tem uma elevada capacidade de armazenamento de energia, não é inflamável e é substancialmente menos tóxico que as antigas baterias alcalinas. O problema residia, contudo, na outra metade da bateria, o material que funcionaria como cátodo. Numa bateria temos dois terminais, um positivo (o cátodo) e um negativo (o ânodo, neste caso o alumínio) ligados por um líquido condutor dos electrões – o electrólito.

O conceito de bateria de alumínio estava assim incompleto, sem um terminal positivo viável. Isto até uma equipa de investigadores de Stanford, ter criado um cátodo feito de grafite (carbono) quase por acaso. “Descobrimos acidentalmente que uma solução simples era usar grafite, que é basicamente carbono. No nosso estudo, identificámos alguns tipos de materiais de grafite que nos deram uma performance muito boa”, explicou Hongjie Dai num comunicado de imprensa da Universidade. Os investigadores colocaram o cátodo de grafite e o ânodo de alumínio com um electrólito a servir como meio condutor e obtiveram resultados entusiasmantes.

Na comparação directa com as actuais baterias de lítio que equipam os nossos smartphones, tablets e computadores, as baterias de alumínio ganham desde logo na segurança. Os componentes de lítio são inflamáveis e a perfuração da bateria provoca a explosão do aparelho, o que não se verifica com o alumínio, bem mais estável e não inflamável. “As baterias de lítio podem explodir de forma imprevisível – no carro ou no bolso”, revela Dai , continuando: “a nossa bacteria não se incendiará mesmo que a perfuremos”.

A característica mais significativa é, contudo, a velocidade de carregamento. 1 minuto. Apenas 60 segundos necessários para carregar completamente esta bateria! Além disso é duradoura, aguentando 7500 ciclos de carregamento sem perder as suas propriedades, mais do que os 1000 ciclos que em média são atribuídos às baterias de lítio.

Parece que estará para breve o fim das tomadas decoradas eternamente com fichas de carregamento para telemóveis, mas por agora falta resolver um problema fundamental, a voltagem. No estudo, a bateria só foi capaz de produzir 2 V, menos de metade da voltagem média das baterias de lítio (em média 7,6 V, mas uma bateria de um computador normalmente atinge os 10 V).

Aumentar a voltagem será um passo decisivo para tornar a “bateria de sonho” num bateria real e funcional no dia-a-dia. Hongjie Dai já pensa numa possível solução: “Melhorar o material do cátodo pode eventualmente aumentar a voltagem e a densidade energética. De resto a nossa bateria tem tudo aquilo que sonhas para uma bateria: electrodos baratos, segurança, carregamento de alta velocidade, flexibilidade e muitos ciclos de vida.”