O sódio, abundante em todos os continentes e na água do mar, possui um papel importante no futuro da energia. Especialistas estimam que ele pode substituir até 25% do espaço ocupado atualmente pelas baterias de lítio. Essas baterias equipam carros elétricos e uma infinidade de aparelhos eletrônicos, incluindo drones, smartphones e notebooks.
Pioneirismo brasileiro na inovação das baterias
Pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) estão desenvolvendo o primeiro protótipo brasileiro de uma bateria de sódio. Atualmente, apenas fabricantes chineses oferecem baterias comerciais com essa tecnologia. O projeto brasileiro é parte do Centro de Inovação em Novas Energias (Cine), apoiado pela FAPESP e a Shell.
Hudson Zanin, líder do projeto na Unicamp, afirma que já temos capacidade para desenvolver a tecnologia e produzir os primeiros protótipos. Ele colaborou com a empresa catarinense WEG na apresentação de uma proposta ao programa federal Rota 2030.
O objetivo desse projeto é desenvolver e produzir baterias de sódio com capacidade para 1 ampère-hora (Ah) e módulos energéticos para armazenar 1,2 quilowatt-hora (kWh).
Lítio x sódio
As tecnologias das baterias de lítio e sódio são similares em muitos aspectos, mas algumas diferenças cruciais existem. Em ambos os sistemas, os íons transportam e estocam elétrons durante a carga e descarga da bateria. A diferença primordial é que o íon de sódio é maior que o íon de lítio. Isso significa que o processo precisa ser adaptado para as características exclusivas dos íons maiores.
Zanin detalha essas diferenças: “Nas baterias de lítio, o ânodo é feito de grafite; nas baterias de sódio usa-se outra estrutura carbonada”.
Em agosto passado, a equipe da Unicamp publicou um artigo sobre um novo material formado por nanotubos carbonados com nanopartículas pentóxido nióbicas poderia melhorar significativamente a eficiência dos íons sódicos.
Viabilidade econômica
Apesar da eficiência superior das baterias litínicas atualmente (elas possuem 30% mais capacidade energética por volume físico comparativamente às suas contrapartes sodícas), há outros fatores econômicos essenciais levados em consideração nessa análise.
O principal problema com as baterias litínicas é sua sustentabilidade no longo prazo – enquanto elas podem realizar até três vezes mais ciclos energéticos durante sua vida útil que as sodícas (12 mil contra 4 mil), as reservas conhecidas desse material são limitadas.
Por outro lado, o sódio está disponível universalmente. Portanto é viável economicamente em grande escala comparativamente ao lítio – cujas demandas devem disparar nos próximos anos conforme previsões recentes.
Nichos distintos para baterias diferentes
Ainda assim, Roberto Manuel Torresi do Instituto Químico-USP sugere que as novas baterias não devem substituir completamente as antigas; antes vão preencher nichos distintos no mercado.
As características densitárias das baterias litínicas tendem a mantê-las populares entre dispositivos leves como smartphones ou notebooks enquanto as sodíicas podem ser usadas nas chamadas “batarías estacionárias”, responsáveis por manter sistemas como data centers funcionando ou armazenar energia solar ou eólica durante períodos intermitentes sem luz solar direta ou vento suficiente.
Em resumo: cada tipo tem seu lugar especifico no campo energético emergente.
Avanços recentes
Zanin tem otimismo quanto à aplicação desses avanços na mobilidade elétrica também especialmente em veículos maiores como ônibus ou caminhões.
Na China fabricantes já anunciaram lançamentos este ano – veículos elétricos movidos por esses novos módulos começarão surgir no mercado global muito brevemente. De acordo com Zanin isso beneficiará países onde esse recurso natural é abundante levando ao crescimento paralelo dos processos produtivos relacionados à esse novo recurso energético.
Para Flávia Consoni fundadora do Laboratório Estudos Veículo Elétrico-Unicamp inovações como estas são bem-vindas sobretudo diante das pressões crescentes impostas pelas minerações sobre nosso meio ambiente.
Ela ressalta entretanto: “Ainda existem questões tecnológicas relacionadas à densidade energética… São aspectos que precisam ser equacionados.”
Segurança das baterias
Uma característica indesejável nas atuais configurações das baterias — sejam elas litínicas ou sodíicas — é seu potencial inflamável caso sejam superaquecidas ou sofram choques físicos extremos, colocando assim seus usuários sob risco direto.
Os pesquisadores já estão trabalhando numa solução, um aditivo à base polimeral promete evitar incêndios mesmo sob condições extremamente adversa evitando situações perigosas aos usuários desses dispositivos num futuro próximo.
