A luz “foi abaixo”? Num multibanco de uma rua na Índia, não há problema. O estabelecimento continua a funcionar, em parte, graças ao algodão queimado.
As máquinas têm uma bateria de reserva no seu interior, que contém carbono proveniente de algodão queimado cuidadosamente.
“O processo específico é um segredo, para dizer a verdade”, afirma o chefe de inteligência da empresa japonesa PJP Eye, fabricante da bateria.
E Inketsu Okina não o diz a brincar. “A temperatura é um segredo e a atmosfera é um segredo. A pressão é um segredo”, continua, cauteloso.
Okina conta que é necessário atingir altas temperaturas — mais de 3.000 °C para queimar o algodão e que um quilograma de algodão gera 200 gramas de carbono. Uma vez que cada célula de bateria precisa de apenas 2g, o lote de algodão comprado pela empresa em 2017 continua a ser usado até hoje.
As baterias são compostas por três componentes básicos: dois elétrodos e um eletrólito entre eles. Um dos elétrodos passa a ter carga positiva e é conhecido como cátodo, enquanto o elétrodo com carga negativa é chamado de ânodo. Durante o uso, os iões fluem do ânodo para o cátodo através do eletrólito. Este fluxo permite o movimento dos eletrões ao longo dos fios do circuito elétrico conectado à bateria.
Nas baterias desenvolvidas pela PJP Eye, em conjunto com investigadores da Universidade Kyushu de Fukuoka, no Japão, o carbono é empregado para formar o ânodo — um dos dois elétrodos entre os quais fluem os iões, as partículas carregadas das baterias.
Os iões movem-se numa direção quando a bateria está a ser carregada e na direção oposta ao fornecer energia a um aparelho. A maioria das baterias usa grafite como ânodo, mas a PJP Eye defende que a sua abordagem é mais sustentável, já que pode produzir ânodos utilizando resíduos de algodão da indústria têxtil.
Com a imensa procura por baterias prevista para os próximos anos, impulsionada pelo aumento dos veículos elétricos e pelos grandes sistemas de armazenamento de energia, investigadores e empresas têm vindo a desenvolver freneticamente possíveis alternativas para as baterias de grafite e iões de lítio. Como a PJP Eye, defendem que poderíamos utilizar materiais muito mais sustentáveis e facilmente disponíveis para a produção de baterias.
Alternativas sem prejuízo ambiental
A PJP Eye também propõe a possibilidade de melhorar o desempenho das baterias e torná-las mais ecológicas.
“A superfície do nosso carbono é maior do que a do grafite”, diz Okina, que descreve como a química do ânodo da sua bateria de carbono único de marca Cambrian permite que esta seja carregada rapidamente, até 10 vezes mais rápido do que as baterias de iões de lítio existentes.
O cátodo da bateria é feito de um óxido de “metal básico”. Okina não revela exatamente qual é esse metal, mas suspeita-se do 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 ainda que está a desenvolver uma bateria de elétrodos de carbono duplo, com os dois elétrodos feitos de carbono de origem vegetal. A tecnologia é baseada em pesquisas realizadas por investigadores da Universidade Kyushu, mas a bateria não deverá estar disponível antes de 2025.
Carregar uma bateria rapidamente não faz muita diferença para um multibanco, mas é importante para veículos elétricos, quando se quer abastecer para seguir viagem.
Okina menciona a empresa chinesa Goccia, que em parceria com a japonesa Hitachi, desenvolveu uma bicicleta elétrica alimentada pela bateria da PJP Eye, que será colocada à venda no Japão. A sua velocidade máxima é de 50 km/h e pode percorrer uma distância de 70 km com uma única carga.
Mas a bicicleta ainda está distante da única bateria que usa carbono proveniente de biorresíduos. Stora Enso, na Finlândia, desenvolveu um ânodo de bateria que usa carbono de lignina, um polímero aglutinante encontrado em árvores.
O algodão também pode ser utilizado no lugar do eletrólito que possibilita o fluxo de iões entre o cátodo e o ânodo, potencialmente criando baterias de estado sólido mais estáveis que as existentes atualmente, segundo alguns investigadores.
Noutra alternativa, de acordo com um artigo científico publicado no Journal of Materials Chemistry, baterias de iões de flúor podem permitir que veículos elétricos percorram 1000 quilómetros com uma única carga. O único senão é que as baterias de iões de fluoreto atualmente disponíveis têm baixa ciclabilidade, o que significa que tendem a degradar-se rapidamente com ciclos de carga e descarga.
No entanto, este estudo identificou materiais que facilmente ganham ou perdem iões de fluoreto enquanto passam por pequenas mudanças estruturais para permitir uma boa ciclabilidade: eletrídeos em camadas.
A presença de fontes renováveis e os reduzidos custos de produção, em relação ao resto da Europa, é o que torna Portugal mais atrativo para projetos de fabrico de baterias elétricas.
Em 2030, Portugal terá capacidade para chegar aos 45 gigawatts-hora, podendo manter-se assim até 2050.
(ZAP // BBC)