As baterias usadas na mobilidade elétrica e no armazenamento de energia continuam a evoluir, numa altura em que a segurança, a durabilidade e o impacto ambiental pesam cada vez mais nas novas soluções tecnológicas. Entre as alternativas em estudo, há uma proposta baseada em água que está a chamar a atenção pela sua longevidade invulgar.
Investigadores na China desenvolveram uma bateria aquosa que, em teoria, poderá funcionar durante cerca de 300 anos em determinadas condições de utilização. A tecnologia foi descrita pelo jornal espanhol El Confidencial e tem por base um estudo científico publicado na revista Nature Communications.
A novidade não significa que esta bateria vá substituir de imediato as baterias de lítio usadas em carros elétricos, telemóveis ou computadores. O potencial parece estar sobretudo no armazenamento de energia em grande escala, onde a prioridade pode ser a segurança, a estabilidade e a duração, mais do que a maior densidade energética possível.
Uma bateria com química aquosa
As baterias de lítio continuam a ser fundamentais na transição energética, mas têm limitações conhecidas. Degradam-se com os ciclos de carga e descarga, podem envolver materiais com impacto ambiental relevante e levantam desafios no fim da vida útil.
A proposta chinesa segue outro caminho. Em vez de recorrer a eletrólitos inflamáveis, utiliza uma solução aquosa com pH neutro, ou seja, próxima de 7,0. Segundo o estudo, citado pela mesma fonte, este ambiente reduz reações indesejadas e ajuda a preservar a estabilidade dos materiais internos da bateria.
O sistema usa polímeros orgânicos covalentes como material do elétrodo negativo para armazenar iões de magnésio e cálcio. A estrutura molecular, descrita como rígida e semelhante a um favo de mel, foi desenhada para atrair iões positivos sem se degradar rapidamente no eletrólito aquoso.
Até 120 mil ciclos de carga
Um dos dados mais chamativos do estudo é a resistência ao uso prolongado. Os investigadores indicam que estes polímeros conseguiram suportar até 120 mil ciclos de carga e descarga, com uma capacidade específica de até 112,8 mAh/g.
A mesma fonte sublinha que este número fica muito acima da vida útil normalmente atribuída às baterias de ião-lítio usadas no armazenamento em rede. Se uma instalação realizasse, em média, 1,1 ciclos por dia, a bateria poderia manter-se operacional durante quase três séculos, numa estimativa teórica.
Este valor deve, ainda assim, ser lido com prudência. Trata-se de um resultado obtido em contexto laboratorial e extrapolado para uma utilização diária ao longo de muitos anos. Para chegar ao mercado, a tecnologia terá de provar que mantém o desempenho em sistemas reais, sujeitos a variações de temperatura, carga, desgaste e exigência operacional.
Menos inflamável e com menor impacto ambiental
Uma das principais vantagens das baterias aquosas está na segurança. Por usarem água como base do eletrólito, estas soluções são menos inflamáveis do que muitas baterias convencionais, o que pode ser importante em instalações de grande dimensão.
O estudo refere também que os eletrólitos usados são ambientalmente benignos e de baixa toxicidade. Os autores chegam a compará-los a soluções que poderiam ser usadas como salmoura na produção de tofu, uma imagem que ajuda a explicar a menor agressividade química deste sistema.
Nas baterias aquosas tradicionais, um dos grandes problemas tem sido a utilização de eletrólitos demasiado ácidos ou alcalinos, de acordo com a mesma fonte. Essas condições podem acelerar reações secundárias, corroer componentes e favorecer a formação de hidrogénio e oxigénio, reduzindo a eficiência e a durabilidade.
Aplicação pode passar pelas redes elétricas
Esta bateria poderá ser especialmente interessante para redes elétricas, centrais renováveis e sistemas de armazenamento estacionário. Nestes casos, o peso e o volume são menos determinantes do que num carro elétrico, e fatores como segurança, custo, estabilidade e vida útil ganham mais importância.
O próprio estudo indica que a célula completa atinge uma energia específica de até 48,3 Wh/kg, um valor que não coloca esta tecnologia no mesmo patamar das baterias de lítio para aplicações onde a densidade energética é essencial. Ainda assim, a longevidade e a segurança podem torná-la relevante para usos estacionários.
Do laboratório para a realidade
O avanço é promissor, mas ainda está longe de representar uma revolução imediata no mercado. A passagem do laboratório para aplicações comerciais exige testes prolongados, produção em escala, controlo de custos e confirmação da durabilidade em ambientes reais.
Para já, a bateria de água desenvolvida por investigadores chineses mostra uma direção possível para o futuro do armazenamento de energia: sistemas menos inflamáveis, mais duradouros e potencialmente menos agressivos para o ambiente.
A promessa dos 300 anos é, por isso, uma estimativa teórica baseada nos 120 mil ciclos demonstrados em laboratório, de acordo com o El Confidencial. Se a tecnologia resistir aos testes fora do ambiente experimental, poderá tornar-se uma alternativa importante às baterias atuais em setores onde a prioridade não é a autonomia máxima, mas sim a segurança e a longa duração.
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