Como está o desenvolvimento das novas tecnologias para deixarem baterias e pilhas mais eficientes e limpas?

Edie Lush

A maioria dos proprietários de aparelhos eletrônicos de energia recarregável conhece o problema do fim gradual das baterias, seja no caso de um telefone celular que perde a carga no meio de uma ligação ou de um laptop que padece da "síndrome da bateria preguiçosa", retendo uma carga cada vez menor. Para a maior parte deles isto é uma pequena inconveniência, mas para os fabricantes de aparelhos de alta tecnologia e os cientistas este é um dos maiores obstáculos para a criação de uma nova geração de dispositivos eletrônicos.

Cientistas e empresários estão sonhando com planos para a criação de novas baterias eletrônicas para automóveis que possam ser recarregadas de forma mais rápida. Isto poderia ajudar a reduzir os 20% de emissões de gases causadores do efeito estufa que são produzidos pelos meios de transporte.

De fato, para muitos entusiastas da tecnologia verde não existe nenhuma tarefa mais vital do que aperfeiçoar a modesta bateria de automóveis. Caso seja criada uma bateria capaz de fazer com que um carro rode 480 quilômetros, o mundo terá feito a metade do percurso rumo a um mundo sem petróleo. E se o tempo levado para recarregar tal bateria for o mesmo que se gasta para encher um tanque de gasolina, o novo produto será também um sucesso comercial.

Uma bateria é simplesmente um compartimento de produtos químicos feito para produzir elétrons. Ela tem duas extremidades: uma positiva e uma negativa. Os elétrons movem-se do terminal negativo (o catodo) por um material condutor de eletricidade (um eletrólito) para o terminal positivo (o anodo), gerando a corrente elétrica. É este fluxo de energia que esgota-se rapidamente em baterias baratas e é também instável a altas temperaturas - as baterias de íon lítio explodem com frequência quando ficam muito aquecidas.

O outro obstáculo é o tempo necessário para a recarga. As atuais baterias de carros elétricos podem receber durante a noite uma carga que proporciona uma autonomia de 48 quilômetros. Mas os motoristas que fazem longos percursos podem recuar ante a necessidade de ligar a bateria a uma tomada por um período de três a oito horas para cada recarga. Até mesmo o Tesla Roadster, o primeiro carro elétrico esportivo do mundo - que vai de zero a 97 quilômetros por hora em 3,9 segundos e custa US$ 150 mil - requer três horas e meia para que a sua bateria seja recarregada.

O fato é que, atualmente, retirar íons do catodo e enviá-los ao anodo é um processo terrivelmente lento.

É aí que entram as nanoballs. Em março de 2009, o professor Gerbrand Ceder, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), apresentou uma bateria com um tempo de recarga 100 vezes menor do que o das baterias comuns. O catodo da nova bateria vem com minúsculas bolas de fosfato de ferro-lítio, chamadas de nanoballs (literalmente, nanobolas) por terem apenas 50 nanômetros (um bilionésimo de metro) de diâmetro. As nanoballs liberam os íons de lítio com uma rapidez muito maior, o que torna o carregamento da bateria bem mais veloz. Isso significa, potencialmente, que um carro híbrido que é ligado a uma tomada elétrica poderia ser carregado em cinco minutos e que a recarga da bateria de um telefone celular levaria apenas dez segundos.

Além de proporcionar uma solução parcial para a alteração climática, esta nova tecnologia fará com que alguém tenha muito lucro - mesmo que apenas uma fração dos 806 milhões de automóveis e caminhonetes que existem no mundo passem a usar baterias em vez de queimarem 980 bilhões de litros de combustível.

Vejamos o Chevy Volt - o carro que a gigante automobilística norte-americana General Motors espera que a retire do atoleiro econômico e a faça conquistar o coração dos motoristas preocupados com o meio ambiente e com o bolso. O Volt tem como alvo principal aqueles indivíduos que dirigem menos do que 65 quilômetros por dia, algo que este carro é capaz de fazer sem usar gasolina ou emitir carbono. Para percursos mais longos ele pode também funcionar a gasolina, etanol, biodiesel ou até mesmo hidrogênio até que a bateria seja recarregada. O Volt só será lançado nos Estados Unidos em 2010, mas os fãs já criaram uma "lista de desejo" online - que já foi assinada por 48 mil indivíduos de 88 países.

Outros empresários também estão se movimentando. Uma companhia chamada A123 Systems criou recentemente uma bateria de íon lítio que só é um pouco maior do que uma pilha tamanho AA, tendo, entretanto, uma potência 800 vezes maior. Em abril ela anunciou um contrato com a Chrysler envolvendo os carros movidos a bateria que esta companhia deverá lançar em 2010. Além disso, a A123 também está produzindo baterias para a Shanghai Automotive Industry Corporation, a primeira fabricante de automóveis híbridos da China.

E as baterias de íon lítio são apenas o começo. A EEStor, uma companhia texana cercada de sigilos, fabrica ultracapacitores: dispositivos maiores capazes de armazenar eletricidade ao separar as cargas elétricas em uma bateria normal. Os ultracapacitores utilizam pó de titanato de bário revestido de alumínio, e a EEStor alega que eles são capazes de fornecer uma densidade de energia dez vezes superior à da bateria normal de chumbo com um peso e um tamanho bem menores.


Até recentemente essas alegações eram tidas como "engodos ecológicos" bizarros, mas a notícia de que há uma parceria da EEStor com a companhia canadense Zenn Motor Company Systems convenceu alguns incrédulos. O próximo passo será fabricar um protótipo para carros elétricos de grande autonomia e capazes de circular em estradas de alta velocidade - algo que o diretor-executivo da Zenn diz que provavelmente ocorrerá em 2010.

Porém, a bateria potencialmente mais interessante está sendo desenvolvida no MIT, na sala de Angela Belcher, no mesmo corredor em que fica a sala de Gerbrand Ceder, o criador das nanoballs. Belcher, uma química especializada em materiais, é uma espécie de "estrela" no campo das baterias. Eu conversei com ela no fórum ambiental do Instituto Aspen em março último. Ela havia acabado de revelar uma invenção potencialmente ainda mais radical: uma bateria viral.

A equipe de Belcher no MIT criou uma bateria de íon lítio na qual vírus criados pela engenharia genética desempenham o papel do anodo e do catodo. O vírus reveste-se de óxido de cobalto e ouro para fornecer a carga. A bateria viral apresenta a mesma capacidade e desempenho da bateria recarregável que equipa o Chevy Volt, sendo entretanto bem menor. Belcher acredita que essa bateria pode ser reduzida a qualquer tamanho e que é possível moldá-la segundo o formato do dispositivo que alimenta, seja ele um carro ou um telefone celular. E não há motivo para temer uma infecção. Ela me disse que o vírus é um bacteriófago comum: ele é infeccioso para bactérias, mas inócuo para os seres humanos.

Pode demorar uma década para que as baterias virais e as nanoballs vislumbradas no MIT sejam comercialmente viáveis. Muito vai depender do mercado para os carros elétricos e, este, por sua vez, dependerá do preço do petróleo. Mas o novo compromisso assumido pelo governo norte-americano em combater a alteração climática global fará a maior diferença: em março último, o presidente Obama visitou uma fábrica de carros elétricos e prometeu destinar US$ 2,4 bilhões do seu pacote de estímulos para o desenvolvimento desses veículos. Obama também falou sobre um crédito fiscal de US$ 7.000 para a aquisição de veículos alternativos, e em maio ele anunciou novas e rígidas regras referentes às emissões de automóveis, impondo os primeiros limites norte-americanos para os gases alteradores do clima emitidos por carros e caminhões.

As regras entrarão em vigor em 2012, com o objetivo de fazer com que os Estados Unidos sejam 40% mais limpos e usem combustíveis de forma mais econômica e eficiente até 2016. A ideia é reduzir em 80% as emissões de gases causadores do efeito estufa até 2050. Tudo isso dirigirá para os mercados as tecnologias exploratórias testadas nos laboratórios das universidades.

De fato, se o governo continuar pressionando a General Motors para que esta fabrique carros elétricos (já que a Casa Branca encontra-se em uma posição forte, devido à ajuda econômica que está fornecendo à companhia), os consumidores poderão ver o tigre que está nos seus tanques de gasolina ser substituído por vírus mais cedo do que imaginam.


Edie Lush é editor-associado da revista "Spectator Business".

Tradução: UOL

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