Bateria recarregável feita 100% com nióbio é desenvolvida na USP de São Carlos

Pesquisa da USP faz bateria recarregável utilizando apenas o nióbio Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) de São Carlos (SP) conseguiram transfor...

Pesquisa da USP faz bateria recarregável utilizando apenas o nióbio Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) de São Carlos (SP) conseguiram transformar o nióbio em uma bateria funcional, estável e recarregável. O metal, abundante no Brasil e estudado há anos no mundo, era visto como um obstáculo devido à complexidade dos componentes, que degradam rapidamente em contato com água e oxigênio. 📱 Siga o g1 São Carlos e Araraquara no Instagram A pesquisa resultou não apenas em um novo dispositivo tecnológico, mas em uma descoberta sobre como controlar a química do nióbio em baterias, protegida por depósito de patente junto à USP. O nióbio tem uma estrutura eletrônica capaz de acessar múltiplos estados de oxidação, sendo que cada um deles representa um nível eletrônico distinto, potencialmente usado para armazenar carga. Pesquisadores da USP de São Carlos desenvolveram bateria feita 100% com nióbio capaz de acender luz Reprodução/EPTV Essa característica torna o nióbio promissor para aplicações eletroquímicas. No entanto, o desafio: já que em ambientes eletroquímicos comuns, na presença de água e oxigênio, o metal sofre com reações químicas. De acordo com o professor do Instituto de Química de São Carlos (IQSC), Frank Nelson Crespilho, o nióbio é como um interruptor com muitos níveis, não apenas ligado e desligado, sendo que cada um guarda uma quantidade diferente de energia. Fora de um ambiente controlado, ele enferruja e quebra. "O que fizemos foi criar uma caixa de proteção inteligente para ele. Essa caixa é o NB-RAM. Dentro dela, o interruptor pode mudar de nível várias vezes, de forma controlada, sem se degradar. É exatamente isso que os sistemas biológicos fazem, e foi isso que adaptamos para a bateria de nióbio", explicou Crespilho. 🧪 Versões experimentais Em entrevista à EPTV, afiliada da TV Globo, Luana Cristina Italiano Faria, doutorando em Química na USP, contou que a maior dificuldade ao longo dos anos foi chegar na forma do nióbio ativo. Ao conseguir estabilizá-lo, foi possível levá-lo para uma bateria. O processo envolveu dezenas de versões experimentais, com ajustes no ambiente químico e nos mecanismos de proteção do material ativo. Segundo Luana, não bastava fazer a bateria funcionar uma única vez. O foco foi garantir a estabilidade. O desafio foi encontrar o equilíbrio entre proteger o sistema e manter o desempenho elétrico. "Se você protege demais, a bateria não entrega energia. Se protege de menos, ela se degrada", afirmou a doutoranda. Os estudos foram feitos em ambientes chamados de 'caixa de luvas', onde foi possível eliminar o oxigênio e a umidade do ar. Mais notícias da região: DISCUSSÃO: Faxineira e motoboy sofrem ameaças e agressões de vizinhos em briga por pipa TECNOLOGIA: Alunos da Etec criam app gratuito que agiliza atendimentos de primeiros socorros; veja como usar CRIME: Veja o que se sabe sobre o motorista atacado pela ex com líquido corrosivo no interior de SP Os estudos foram feitos em ambientes chamados de caixa de luvas Reprodução/EPTV 🔋 10 anos de estudos O protótipo produzido pelos pesquisadores é formado por duas peças impressas em uma impressora 3D: de um lado, o polo positivo da bateria, do outro, o negativo, e entre eles, um separador. As peças são montadas como um sanduíche, formando a primeira bateria de nióbio produzida no mundo. Um frasco no laboratório guarda 10 anos de estudos e muitos segredos: o nióbio na forma ativa, ou seja, após ter passado por todos os processos e testes que o tornaram viável para ser usado em uma bateria. "A gente tem o equipamento específico que faz esses testes simulando o ciclo de carga e descarga, como no nosso celular, e a gente consegue anotar todos esses valores para ter um comparativo do sistema", disse Luana. Com o protótipo funcional, a tecnologia teve a patente depositada pela USP e avançou para níveis intermediários de maturidade tecnológica (TRL-4), etapa que comprova que a bateria funciona não apenas em condições ideais de laboratório, mas também em ambientes e arquiteturas próximas da realidade industrial. O protótipo atinge 3 volts, faixa de tensão de baterias comerciais, competindo diretamente com tecnologias existentes, e foi testado em formatos industriais, como células tipo coin (moeda) e pouch (laminadas flexíveis). Nióbio na forma ativa Reprodução/EPTV 💡 Geração de energia portátil Atualmente, as baterias mais usadas são as de lítio, presentes nos celulares, computadores portáteis e em carros elétricos, sendo a China o país que domina a produção e comercialização. Com a descoberta dos pesquisadores da USP, o Brasil pode se tornar destaque no setor de geração de energia portátil. O professor Crespilho explicou as vantagens de usar o nióbio em baterias: O Brasil possui 90% ou mais das reservas de nióbio do mundo, o que é muito importante; O nióbio consegue atingir um nível de voltagem, no caso acima de 3 volts, importante para que ela seja comercial, ou seja, consiga atingir um patamar de competição com outras tecnologias existentes. A pesquisa despertou o interesse de grupos internacionais, incluindo empresas chinesas do setor de baterias, que entraram em contato para conhecer a tecnologia desenvolvida. Apesar do interesse externo, Crespilho defende que o desenvolvimento completo da bateria permaneça no Brasil. "Essa é uma tecnologia estratégica. O depósito da patente garante proteção, mas é o empenho institucional que assegura que ela se transforme em desenvolvimento, indústria e soberania tecnológica", afirmou o professor. Para avançar com a descoberta, é necessário empenho institucional para a criação de um centro multimodal de pesquisa e inovação, envolvendo governos estadual e federal, além de universidades e startups de base tecnológica. "A bateria de nióbio desenvolvida na USP mostra que o Brasil não precisa apenas exportar recursos, mas pode liderar tecnologias, desde que a ciência seja tratada como prioridade nacional", finalizou. Pesquisadores da USP de São Carlos desenvolveram bateria feita 100% com nióbio capaz de acender luz Reprodução/EPTV REVEJA VÍDEOS DA EPTV: Veja mais notícias da região no g1 São Carlos e Araraquara