Bateria de... algodão? As alternativas ao lítio e outros minérios desenvolvidas por cientistas e empresas:jogo de aposta brasil

E ele não está brincando. "A temperatura é um segredo e a atmosfera é um segredo. A pressão é um segredo", prossegue ele, cauteloso.

Okina conta que é preciso atingir alta temperatura – maisjogo de aposta brasil3.000 °C. E que 1 kgjogo de aposta brasilalgodão gera 200 gjogo de aposta brasilcarbono. Como cada célulajogo de aposta brasilbateria precisajogo de aposta brasilapenas 2 g, o lotejogo de aposta brasilalgodão comprado pela empresajogo de aposta brasil2017 segue sendo usado até hoje, segundo ele.

As baterias são formadas por três componentes básicos: dois eletrodos e um eletrólito entre eles.

Um dos eletrodos passa a ter carga positiva e é conhecido como cátodo, enquanto o eletrodo com carga negativa é chamadojogo de aposta brasilânodo.

Durante o uso, partículas carregadas chamadas íons fluem do ânodo para o cátodo através do eletrólito. Este fluxo permite o movimento dos elétrons ao longo dos fios do circuito elétrico conectado à bateria.

Nas baterias desenvolvidas pela PJP Eye,jogo de aposta brasilconjunto com pesquisadores da Universidade Kyushujogo de aposta brasilFukuoka, no Japão, o carbono é empregado para formar o ânodo – um dos dois eletrodos entre os quais fluem os íons, que são as partículas carregadas das baterias.

Os íons se movemjogo de aposta brasiluma direção quando a bateria está sendo carregada e na direção oposta ao fornecer energia para um aparelho.

A maioria das baterias usa grafite como ânodo, mas a PJP Eye defende quejogo de aposta brasilabordagem é mais sustentável, já que ela pode produzir ânodos utilizando resíduosjogo de aposta brasilalgodão da indústria têxtil.

Com a imensa demanda por baterias prevista para os próximos anos, impulsionada pelo aumento dos veículos elétricos e pelos grandes sistemasjogo de aposta brasilarmazenamentojogo de aposta brasilenergia, pesquisadores e empresas vêm desenvolvendo freneticamente possíveis alternativas para as bateriasjogo de aposta brasilgrafite e íonsjogo de aposta brasillítio, tão comuns hojejogo de aposta brasildia.

Como a PJP Eye, eles defendem que poderíamos utilizar materiais muito mais sustentáveis e facilmente disponíveis para a produçãojogo de aposta brasilbaterias.

Prejuízo ambiental

A mineraçãojogo de aposta brasillítio pode causar impactos consideráveis ao meio ambiente. A extração do metal exige grandes quantidadesjogo de aposta brasilágua e energia e o processo pode deixar imensas cicatrizes no terreno.

O lítio recuperado costuma ser transportado do localjogo de aposta brasilmineração por longas distâncias, até ser refinadojogo de aposta brasilpaíses como a China. E o grafite também é extraído da natureza ou produzido a partirjogo de aposta brasilcombustíveis fósseis, ambos com impactos ambientais negativos.

"É muito fácil imaginar qual pode chegar a ser o tamanho da pegadajogo de aposta brasilcarbono à medida que o material das baterias passa pela extração e transporte", segundo Sam Wilkinson, analista da empresa fornecedorajogo de aposta brasilinformações e análisejogo de aposta brasilmercados S&P Global Commodity Insights.

Outro exemplo é o cobalto, empregadojogo de aposta brasilmuitas bateriasjogo de aposta brasilíonsjogo de aposta brasillítio. O metal é extraído predominantemente na República Democrática do Congo – e existem relatosjogo de aposta brasilperigosas condiçõesjogo de aposta brasiltrabalho naquele país.

Da água do mar até os biorresíduos e pigmentos naturais, existe uma longa listajogo de aposta brasilpossíveis alternativas naturais, disponíveis muito mais facilmente. O difícil é comprovar que qualquer uma delas pode competirjogo de aposta brasilforma realista com as baterias existentes no mercado, aparentemente tão indispensáveis no nosso mundo repletojogo de aposta brasilaparelhos.

A PJP Eye também propõe a possibilidadejogo de aposta brasilmelhorar o desempenho das baterias e torná-las mais verdes.

"A superfície do nosso carbono é maior que a do grafite", segundo Okina. Ele descreve como a química do ânodo dajogo de aposta brasilbateriajogo de aposta brasilcarbono único da marca Cambrian permite que ela seja carregada com rapidez até 10 vezes maior que as bateriasjogo de aposta brasilíonsjogo de aposta brasillítio existentes.

O cátodo da bateria é feitojogo de aposta brasilum óxidojogo de aposta brasil"metal básico". Okina não conta exatamente qual é esse metal, mas eles incluem 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 que está desenvolvendo uma bateriajogo de aposta brasileletrodosjogo de aposta brasilcarbono duplo, com os dois eletrodos feitosjogo de aposta brasilcarbonojogo de aposta brasilorigem vegetal. A tecnologia é baseadajogo de aposta brasilpesquisas realizadas por pesquisadores da Universidade Kyushu, mas a bateria não deve estar disponível antesjogo de aposta brasil2025.

Poder carregar uma bateria rapidamente não faz muita diferença para uma máquinajogo de aposta brasilautoatendimento bancário, mas é importante para veículos elétricos, quando você deseja abastecer para seguir viagem.

Okina menciona que a empresa chinesa Goccia,jogo de aposta brasilparceria com a japonesa Hitachi, desenvolveu uma bicicleta elétrica alimentada pela bateria da PJP Eye, que será colocada à venda no Japão. Okina afirma que a velocidade máxima da bicicleta éjogo de aposta brasil50 km/h e você pode percorrer uma distânciajogo de aposta brasil70 km com uma única carga.

Mas ela ainda está distante da única bateria que usa carbono provenientejogo de aposta brasilbiorresíduos. Stora Enso, na Finlândia, desenvolveu um ânodojogo de aposta brasilbateria que usa carbonojogo de aposta brasillignina, um polímero aglutinante encontradojogo de aposta brasilárvores.

O algodão também pode ser usado no lugar do eletrólito que possibilita o fluxojogo de aposta brasilíons entre o cátodo e o ânodo, potencialmente criando bateriasjogo de aposta brasilestado sólido mais estáveis que as existentes hojejogo de aposta brasildia, segundo alguns pesquisadores.

Mas há quem vislumbre fontesjogo de aposta brasilenergia maiores e potencialmente inexauríveis na natureza.

Os vastos oceanos do planeta representam um depósito "praticamente ilimitado"jogo de aposta brasilmaterial para baterias, segundo Stefano Passerini, vice-diretor do Instituto Helmholtzjogo de aposta brasilUlm, na Alemanha.

Ele e seus colegas descreveram o designjogo de aposta brasiluma bateria que transfere íonsjogo de aposta brasilsódio da água do mar, para construir um depósito do metal sódio,jogo de aposta brasilum documento publicadojogo de aposta brasilmaiojogo de aposta brasil2022. Para isso, a equipe projetou um eletrólitojogo de aposta brasilpolímero especial, através do qual podem passar os íonsjogo de aposta brasilsódio.

Aqui, a água do mar age como cátodo, ou o eletrodo com carga positiva. Mas não existe ânodo, pois o sódio não recebe carga negativa. Ele apenas se acumulajogo de aposta brasilforma neutra.

Passerini afirma que podem ser utilizados excedentesjogo de aposta brasilenergia solar ou eólica para acumular o sódio, que pode permanecer ali até que seja necessário.

"Quando você precisar da energia, pode reverter o processo e gerar eletricidade", explica ele, descrevendo como o metal seria simplesmente devolvido para o oceano.

Mas existem dificuldades neste processo. Resumidamente, o sódio,jogo de aposta brasilforma muito similar ao lítio, reage energeticamente quando entrajogo de aposta brasilcontato com a água. Nas palavrasjogo de aposta brasilPasserini, "você tem uma explosão".

Por isso, é fundamental garantir que não haja vazamentojogo de aposta brasilágua do mar para o depósitojogo de aposta brasilsódio, para evitar que ocorra o desastre.

Essa possibilidade levou outros pesquisadores a buscar um material encontrado naturalmente nos nossos ossos e dentes, entre muitas outras fontes, como alternativa mais segura para os cátodos: o cálcio.

Ele pode, por exemplo, ser combinado com silício, o que ajudaria no transporte dos íonsjogo de aposta brasilcálcio para futuras baterias.

A listajogo de aposta brasilmateriais que podem impulsionar baterias no futuro está ficando cada vez mais estranha.

George John, da Universidade da Cidadejogo de aposta brasilNova York, nos Estados Unidos, e seus colegas pesquisam há muito tempo o potencialjogo de aposta brasilpigmentos biológicos chamados quinonas, encontradosjogo de aposta brasilplantas e outros organismos, para uso como eletrodosjogo de aposta brasilbaterias.

Eles chegaram a atingir resultados promissores com uma molécula derivadajogo de aposta brasilhena – a tintura usadajogo de aposta brasiltatuagens, derivada da árvore da hena, Lawsonia inermis.

"Este é o nosso sonho", afirma John. "Queremos fazer uma bateria sustentável."

Segundo ele, um dos obstáculos é a forte solubilidade da moléculajogo de aposta brasilhena natural. Quando usada como cátodo, ela se dissolve gradualmentejogo de aposta brasilum eletrólito líquido.

Mas, combinando-se quatro moléculasjogo de aposta brasilhena e acrescentando-se lítio, John explica que elas são capazesjogo de aposta brasilproduzir um material reciclável com estruturajogo de aposta brasilcristal, muito mais resistente.

"À medida que a cristalinidade aumenta, a solubilidade é reduzida", explica ele.

John acrescenta que os designsjogo de aposta brasilbateria desenvolvidos por ele e seus colegas podem não ter capacidade suficiente para alimentar veículos elétricos, mas, um dia, poderão ser usadosjogo de aposta brasilpequenos aparelhos vestíveis – talvez medidores dos níveisjogo de aposta brasilaçúcar no sanguejogo de aposta brasilpessoas diabéticas ou outros indicadores, por exemplo.

Outros pesquisadores estudam o usojogo de aposta brasilmateriais diferentes, como resíduosjogo de aposta brasilmilho e cascasjogo de aposta brasilsementesjogo de aposta brasilmelão, para gerar novos tiposjogo de aposta brasileletrodosjogo de aposta brasilbaterias. Mas o desafio pode serjogo de aposta brasilproduçãojogo de aposta brasilescala,jogo de aposta brasilforma a atender à demanda cada vez maior da indústria.

Aliás, o desafio permanente para qualquer materialjogo de aposta brasilbateria alternativo é sempre atender ao extraordinário aumento esperado da demanda.

Se continuarmos usando a tecnologiajogo de aposta brasilbateriasjogo de aposta brasillítio e grafitejogo de aposta brasilhojejogo de aposta brasildia, o mundo irá precisarjogo de aposta brasilcercajogo de aposta brasildois milhõesjogo de aposta brasiltoneladas anuaisjogo de aposta brasilgrafite até 2030, para satisfazer a crescente indústriajogo de aposta brasilbaterias, segundo estima o analista Max Reid, da consultoria Wood Mackenzie.

Atualmente, o consumo anual éjogo de aposta brasil700 mil toneladas.

"A demanda irá triplicar, na verdade", afirma ele. É por isso,jogo de aposta brasilparte, que as alternativas ao grafite precisam atender esse alto nível. "Atingir essa escala será incrivelmente difícil para qualquer material novo."

Alterar os processosjogo de aposta brasilfabricação, eliminando o usojogo de aposta brasilgrafite, seria muito caro e, possivelmente, um grande risco comercial, segundo a engenheira e cientistajogo de aposta brasilbaterias Jill Pestana, da Califórnia (EUA), que trabalha atualmente como consultora independente.

Ela é cética sobre o usojogo de aposta brasilbiorresíduos para ânodosjogo de aposta brasilcarbono, pois as fontes desses resíduos nem sempre podem ser muito ecológicas. É o casojogo de aposta brasiluma plantaçãojogo de aposta brasilárvores com má gestão da biodiversidade, por exemplo.

Por outro lado,jogo de aposta brasilmercados com consumidores aparentemente preocupados com a sustentabilidade dos produtos adquiridos, materiaisjogo de aposta brasilbaterias alternativos, provenientesjogo de aposta brasilfontes adequadas, podem ter maiores chances – sejam as baterias feitasjogo de aposta brasilcarbono derivadojogo de aposta brasilbiorresíduos oujogo de aposta brasilqualquer outra substância potencialmente mais sustentável.

"O público pode desempenhar um papel importante, realmente impulsionando esses esforços", indica Pestana.

Leia a versão original desta reportagem (em inglês) no site BBC Future.