Desde que Thomas Edison e Nikola Tesla descobriram a eletricidade no final do século XIX, a humanidade tem enfrentado o considerável desafio de encontrar uma forma eficaz de armazenar energia.
No início da indústria automobilística, considerou-se o uso da eletricidade como fonte de energia. No entanto, nesse mesmo período, a gasolina começou a ganhar destaque. Produzida como um subproduto do refino da querosene, amplamente utilizada na iluminação pública da época, a gasolina era inicialmente descartada, pois não possuía utilidade. Em cada 100 barris de petróleo, eram obtidos 60 barris de querosene e 11 de gasolina.
Por que desenvolver algo tão inovador como baterias quando havia uma abundante quantidade de combustível quase gratuita, que poderia ser aproveitada com poucas alterações nos motores a vapor existentes? Se os engenheiros de hoje encontrassem uma fonte de energia mais limpa e de fácil desenvolvimento em comparação com as baterias, a história poderia tomar outro rumo.
Atualmente, os destaques são os veículos elétricos, que, como todos os equipamentos elétricos móveis, necessitam de uma bateria ou fonte de energia autônoma. E se a eletricidade pudesse ser transmitida pelo ar, tal como os sinais de rádio ou wi-fi? Isso é uma questão complexa. Embora seja tecnicamente viável — afinal, como são formados os raios? — controlar esse fenômeno é um grande desafio. No momento, é mais simples desenvolver acumuladores elétricos, as baterias. Talvez, com o avanço tecnológico, um dia possamos controlar os raios, eliminando a dependência de fios ou baterias.
Atualmente, as baterias de íon-lítio, utilizadas em carros elétricos, contêm uma combinação tóxica de níquel, cobalto, manganês ou níquel, cobalto, e alumínio. O cobalto é particularmente problemático, sendo altamente tóxico. As maiores reservas mundiais estão na República do Congo, onde a extração é feita sem cuidado com a vida humana. O nome “cobalto” deriva de “Kobold”, um espírito maligno do folclore alemão, devido à sua associação com arsênico, uma combinação que pode ser fatal durante a extração.
O primeiro grande desafio tecnológico é eliminar o cobalto das baterias de íon-lítio. Já existem avanços nesse sentido: a Tesla utiliza baterias de fosfato de ferro-lítio (LFP), livres de cobalto, em alguns de seus modelos, como o Model 3, e a fabricante chinesa BYD também adota essa tecnologia.
Recentemente, o Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL), nos Estados Unidos, desenvolveu um material catódico de alta capacidade que dispensa o cobalto, utilizando um processo de síntese hidrotérmica com metais dissolvidos em etanol, o que seria mais seguro para armazenar e manusear do que outras substâncias.
Além da eliminação do cobalto, a redução de níquel e lítio é essencial. As baterias devem ser leves, duráveis e rápidas para recarregar, equiparando-se aos combustíveis líquidos dos motores a combustão. Nesse contexto, surgem as baterias sólidas, um conceito atrativo para várias montadoras, oferecendo segurança elevada, uma vez que evitam vazamentos e explosões, algo possível nas atuais baterias de íon-lítio devido aos metais em estado líquido.
Embora as baterias sólidas já existam em dispositivos como marcapassos e smartwatches, seu uso em automóveis requer novos desenvolvimentos. Algumas projeções indicam que essas baterias estarão comercialmente disponíveis em 2025, com melhorias contínuas até que uma nova tecnologia surja, similar à transição do MP3 para o Compact Disc. Resta observar e esperar.
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Texto por: Alexandre Akashi
