Pesquisadores do Grupo de Química de Materiais utilizam nanoarquitetura para criar dispositivos flexíveis, transparentes e que funcionam em meio aquoso.
Baterias fazem parte do nosso dia a dia. Elas estão presentes em celulares, carros, notebooks, marca-passos, câmeras digitais e assim por diante. É possível pensar em uma série de objetos eletrônicos de comunicação, informática, transporte e até saúde que são alimentados por baterias.
As baterias convencionais são amplamente feitas de lítio, um metal que, embora tenha alta eficiência, traz uma série de riscos ambientais e de segurança, incluindo incêndios e explosão. Por isso, pesquisadores vêm tentando desenvolver baterias de elementos alternativos ao lítio, como sódio e potássio, elementos mais fáceis e baratos de encontrar na natureza.
Pesquisadores da Universidade Federal do Paraná (UFPR) desenvolveram um protótipo que ataca exatamente essas três fraquezas — e o ingrediente principal vem de algo que qualquer pessoa tem na cozinha: o sal de mesa. A bateria de íons de sódio criada na UFPR reúne, pela primeira vez na literatura científica, três características simultâneas: flexibilidade, transparência, operação em meio aquoso, eliminando o risco de explosões.
Uma das pesquisas tem à frente Aldo José Gorgatti Zarbin, professor do Departamento de Química da Universidade Federal do Paraná (UFPR) e que pesquisa o tema há 28 anos. Junto com pesquisadores do laboratório que coordena, o Grupo de Química de Materiais (GQM), Aldo Zarbin usou o sódio encontrado no sal de cozinha para criar um protótipo de bateria funcional. A bateria foi desenvolvida durante o mestrado, o doutorado e o projeto de pós-doutorado da pesquisadora Maria Karolina Ramos. Os atributos possibilitam uma série de aplicações inovadoras das baterias, desde eletrônicos vestíveis até janelas inteligentes.
A flexibilidade permite que o dispositivo seja aplicado em superfícies curvas e integrado a estruturas que as baterias rígidas convencionais não alcançam — como tecidos, embalagens e estruturas arquitetônicas. A transparência abre caminho para integração com vidros e painéis solares. E o funcionamento em ambiente aquoso elimina o uso de eletrólitos orgânicos inflamáveis — exatamente o componente responsável pelos incêndios em baterias de lítio.
A tecnologia de construção usou nanoarquitetura para depositar filmes ultrafinos em diferentes superfícies, mantendo tanto o desempenho eletroquímico quanto as propriedades mecânicas. O sódio, obtido a partir do cloreto de sódio — o sal de cozinha —, é abundante, barato e distribuído globalmente, sem os riscos de concentração geopolítica do lítio.
O grupo da UFPR também trabalha na integração entre geração e armazenamento de energia em um único sistema, conectando células fotovoltaicas diretamente à bateria. Se a tecnologia avançar para escala comercial, pode mudar profundamente a cadeia produtiva de eletrônicos, veículos elétricos e energias renováveis. O futuro das baterias pode estar numa pitada de sal. Literalmente.