- Pesquisadores do Ipen e da USP desenvolveram uma bateria flexível de chumbo com membrana de troca de prótons, combinando nanopartículas de chumbo e uma camada de carbono.
- O protótipo, testado no Centro de Células a Combustível e Hidrogênio, é mais leve e pode operar entre menos de zero e até aproximadamente 120 graus Celsius.
- A tecnologia usa uma membrana PEM no lugar da água presente em pilhas convencionais, permitindo maior área de contato e armazenamento de energia em formato de fita.
- Em testes, as células suportaram cerca de 500 ciclos de carga e descarga, mantendo a estabilidade do dispositivo.
- A solução oferece vantagens em sustentabilidade e segurança em relação às baterias de lítio e chumbo tradicionais, com potencial para aplicações que vão desde dispositivos móveis até ambientes com variações extremas de temperatura.
Brasileiros desenvolvem bateria elétrica leve, flexível e sustentável no IPEN e na USP. O protótipo combina nanopartículas de chumbo com uma membrana de troca de prótons, eliminando água em pilhas tradicionais. Testes no Centro de Células a Combustível e Hidrogênio, em São Paulo, mostram viabilidade prática. A publicação ocorreu no Journal of Energy Storage, validando a abordagem.
O dispositivo utiliza chumbo microminiaturizado em formato flexível, com uma camada de carbono para condução. A membrana PEM substitui a água, aumentando a densidade de energia em espaço reduzido. O conjunto funciona com dois polos, positivo e negativo, e pode se dobrar para se adaptar a superfícies diversas.
Segundo os pesquisadores, a solução é mais sustentável que as baterias de lítio, com maior facilidade de reciclagem e menor dependência de cobalto. O chumbo, ainda presente na indústria, seria utilizado com menos material por bateria, reduzindo impactos ambientais. As baterias de lítio apresentam riscos de fogo e ocupam volumes maiores.
Sustentabilidade
A equipe destacou que o chumbo é mais estável para reciclagem e tem disponibilidade maior que o lítio, utilizado em dispositivos modernos. A redundância de reservas de cobalto preocupa pela escassez regional e pelo risco de incêndio ao manusear materiais.
Versatilidade e segurança
Os especialistas ressaltam que a nova tecnologia pode operar entre -20ºC e cerca de 120ºC, o que amplia aplicações. Em comparação, baterias de lítio sofrem com variações extremas de temperatura. O professor Almir de Oliveira Neto afirma que o peso reduzido abre possibilidades para aplicações antes inviáveis.
Como funciona
Células com nanopartículas de chumbo ficam sobre uma camada de carbono. A corrente flui externamente pelo carbono, enquanto a membrana facilita a passagem de prótons internamente. O eletrodo de chumbo, fracionado em micropartículas, aumenta a área de contato e a capacidade de armazenamento.
Cada célula do protótipo tem cerca de 5 cm² e 1,2 mm de espessura. Variando a proporção chumbo-carbono, é possível obter diferentes armazenadores de energia, com potencial expansão para volumes maiores no futuro.
Mais informações: e-mails aolivei@ipen.br (Almir de Oliveira Neto); epsoares@ipen.br (Edson Pereira Soares); souza.rfb@gmail.com (Rodrigo Fernando Brambilla de Souza); victoriamaia13@gmail.com (Victória Amatheus Maia).
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