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Pesquisadores da UFPR criaram uma bateria de íon-sódio com um conjunto inédito de características que pode mudar o futuro do armazenamento de energia.
Flexível, transparente e aquosa, a tecnologia surge como uma alternativa mais segura e sustentável às baterias de lítio, ampliando as possibilidades de uso em eletrônicos e em soluções de energia limpa, afirma a revista Ciência UFPR.
Alternativa mais sustentável à bateria de lítio
As baterias estão presentes em praticamente tudo ao nosso redor, de celulares a carros elétricos. Hoje, a maioria delas utiliza lítio, um material eficiente, mas que traz desafios ambientais, geopolíticos e de segurança. Por isso, cresce o interesse por alternativas mais abundantes e baratas, como o sódio — elemento presente até no sal de cozinha.
Por muito tempo, as baterias de íons de lítio dominaram a eletrônica portátil graças à sua alta capacidade de armazenamento e longa duração. No entanto, essas baterias utilizam solventes orgânicos tóxicos e inflamáveis, o que pode causar curtos-circuitos e aumentar o risco de acidentes.
Maria Karolina Ramos, pesquisadora da UFPR, à revista Ciência UFPR.
“Além disso, dependem de reservas de lítio, que é um elemento químico escasso”, explica.
É nesse contexto que entra a pesquisa liderada pelo professor Aldo José Gorgatti Zarbin, do Departamento de Química da UFPR, da qual Ramos participou durante seu mestrado, doutorado e pós-doutorado. Após quase três décadas de estudos, o grupo desenvolveu um protótipo funcional de bateria de íon-sódio que reúne, de forma inédita, três atributos ao mesmo tempo: flexibilidade, transparência e funcionamento em meio aquoso.
Ao eliminar o uso de materiais inflamáveis, a tecnologia reduz riscos e também diminui o impacto ambiental do processo.
Nanoarquitetura é a chave da inovação
O grande diferencial da pesquisa está no uso da chamada nanoarquitetura. A técnica permite organizar diferentes materiais em escala nanométrica, criando filmes extremamente finos que podem ser aplicados sobre diversas superfícies.
Segundo Zarbin, essa abordagem foi essencial para alcançar as propriedades inéditas do dispositivo. “Toda a base do estudo é uma tecnologia de preparar materiais na forma de filme fino, com poucos nanômetros de espessura. A gente consegue depositar esse material em cima de qualquer coisa”, explica o professor.
Entre os principais pontos que tornam essa bateria tão promissora, destacam-se:
- Uso de sódio, um elemento mais abundante e barato que o lítio.
- Estrutura em filme fino, aplicada sobre superfícies variadas.
- Funcionamento em meio aquoso, aumentando a segurança.
- Combinação inédita de flexibilidade e transparência.
O estudo foi capa da revista Sustainable Energy & Fuels, da Royal Society of Chemistry, e também rendeu aos pesquisadores um prêmio estadual de ciência e tecnologia.
Mais aplicações, maior segurança e energia limpa
As características da bateria abrem caminho para aplicações que vão além do que vemos hoje. Por ser flexível, ela pode ser usada em eletrônicos vestíveis, como roupas inteligentes capazes de monitorar sinais vitais. “Para isso [a bateria] tem que ser dobrável, como nossa roupa. Essa tecnologia permite exatamente esse tipo de uso”, afirma Zarbin.
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A transparência possibilita integrar a bateria a janelas inteligentes e a sistemas solares, permitindo concentrar diferentes funções em uma única estrutura. “Se a bateria for transparente, eu consigo acoplar tudo em uma única estrutura”, explica o professor, ao citar vidros que regulam automaticamente a entrada de luz.
Ao substituir eletrólitos inflamáveis por água, o risco de incêndios e explosões é significativamente reduzido. “Em síntese, a invenção é segura, ecológica, de baixo custo, leve, flexível e transparente”, resume a Ramos.
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