Bateria para carros elétricos. O que vem por ai?

Desde a descoberta da eletricidade, por Thomas Edison e Nicola Tesla no final do século XIX, encontrar uma forma eficiente de armazenar energia tem sido um desafio e tanto para a humanidade.

Nos primórdios do desenvolvimento automotivo, cogitou-se usar, inclusive, a eletricidade como fonte de energia, porém, na mesma época, outro produto começava a ganhar visibilidade: a gasolina.

A gasolina nasceu como um subproduto do refino da querosene, que naquela época era muito utilizada na iluminação pública. Cada 100 barris de petróleo resultava em 60 barris de querosene e 11 de gasolina, que era jogada fora, pois não tinha utilidade.

Por que então se preocupar em desenvolver algo extremamente novo como baterias elétricas se existe uma farta quantia de combustível praticamente grátis que pode ser utilizado com algumas poucas alterações nos motores movidos a vapor?

Se a engenharia atual tivesse uma situação similar hoje, com uma fonte de energia mais limpa que a gasolina, e que demandasse menos esforço de desenvolvimento do que as baterias, certamente a história seria diferente.

Mas, a bola da vez são os veículos elétricos, e como todo equipamento elétrico móvel, precisa de uma bateria, ou uma fonte de energia autônoma. E se fosse possível enviar eletricidade pelo ar, tal como o sinal de uma rádio ou wi-fi? Sim, por que não? Essa é uma discussão muito delicada.

Tecnicamente, isso é possível sim. Afinal, o que são os raios? Mas, como controlar um raio? Mais fácil desenvolver acumuladores elétricos, as famosas baterias. Quem sabe um dia a evolução tecnológica permita controlar raios, e assim não depender mais de fios ou baterias para utilizar equipamentos e veículos elétricos.

Mas, enquanto isso não acontece, vamos aos fatos. Atualmente, as baterias para carros elétricos são de íon-lítio, numa mistura tóxica que inclui níquel, cobalto e manganês ou níquel, cobalto e alumínio. Um dos elementos mais polêmicos dessa equação é o cobalto, que é altamente tóxico e as maiores reservas mundiais estão localizadas na República do Congo, na África, onde é extraído sem nenhum tipo de cuidado pela vida humana.

O cobalto é tão tóxico que o nome deriva de Kobold, um tipo de espírito maligno das cavernas no folclore alemão. Nos veios subterrâneos, o cobalto costuma estar junto do arsênico e, numa extração descuidada, muitos perdem a vida.

Assim, o primeiro desafio tecnológico das novas baterias de íon-lítio é eliminar o cobalto da lista de materiais. Estudos a este respeito já estão avançados, tanto que a Tesla já utiliza baterias livres de cobalto, feitas de fosfato de ferro-lítio (LFP), em alguns modelos, como o Modelo 3. Quem também tem feito amplo uso desse tipo de bateria é a chinesa BYD.

Mais recentemente, pesquisadores do Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL), nos Estados Unidos, desenvolveram um material catódico de alta capacidade sem o uso de cobalto. Em vez de agitar continuamente os materiais do cátodo com produtos químicos em um reator, essa abordagem de síntese hidrotérmica cristaliza o cátodo usando metais dissolvidos em etanol, que segundo os pesquisadores é mais seguro de armazenar e manusear do que a amônia e, posteriormente, pode ser destilado e reutilizado.

Além de remover o cobalto, reduzir a quantidade de níquel e lítio, as baterias precisam ser leves, duráveis e também rápidas no recarregamento. Haja desafio para se conseguir algo tão próximo quanto o combustível líquido dos motores a combustão interna.

Por isso, já se escuta falar em baterias sólidas, uma nova e recente ideia que diversas marcas de veículos estão atentas. Esse tipo de bateria praticamente atentem a todos os desafios propostos no parágrafo anterior, além de serem mais seguras, pois as baterias de íon-lítio trabalham com os metais em estado líquido, o que pode causar vazamentos e explosões, pois são altamente inflamáveis e, por isso, devem ser protegidas por invólucros resistentes e pesados.

Vale lembrar que baterias sólidas já existem, são utilizadas em marcapassos e smartwatches, porém em tamanhos miniatura. Infelizmente não é só pegar algumas centenas delas e ligar em série para se obter algo propício para um automóvel.

No entanto, estudos internacionais indicam que este tipo de bateria estará pronto comercialmente em 2025, com evolução constante até que uma nova tecnologia as torne obsoletas, assim como o MP3 aposentou o Compact Disc (o famoso CD). É aguardar para ver.

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Texto por: Alexandre Akashi