As baterias de iões e polímeros de lítio estão por todo o lado, mas têm um grande problema: o lítio é um elemento cada vez mais raro e só se encontra, de forma explorável, em algumas zonas da América do Sul.
Alheios a isso estão os consumidores, que não sabem que esse facto é um problema cada vez mais grave, e por isso as baterias de iões de lítio estão cada vez mais caras, mais raras e o seu fornecimento é um trunfo político e estratégico. Assim, torna-se urgente encontrar alternativas. Baterias de iões de sódio (Na-ion), dizem-lhe alguma coisa?
O sódio tem uma química muito similar ao lítio. Assim que as baterias de iões de lítio começaram a chegar ao mercado, os investigadores olharam de imediato para o sódio como uma alternativa ao lítio, nas baterias recarregáveis.
Ao contrário do lítio, as reservas de sódio são praticamente ilimitadas. O maior obstáculo do sódio para dominar no segmento das baterias é o desenvolvimento dos eléctrodos apropriados.
No passado mês de Novembro, uma equipa de investigadores franceses do CNRS, Le Centre national de la recherche scientifique e a equipa da CEA, Comissão de Energia Atômica e Energias Alternativas, anunciaram num artigo que estavam a produzir em colaboração com o RS2E, Research Network on Electrochemical Energy Storage, um protótipo de uma bateria de iões de sódio. Esta bateria consegue armazenar energia na mesma quantidade e no mesmo formato padrão da indústria das baterias de iões de lítio. Estas baterias são, contudo ligeiramente mais largas que as tradicionais baterias AA—18 mm x 65 mm.
Embora a notícia no artigo chame à composição do eléctrodo negativo “um segredo comercial”, a equipa registou uma patente em Outubro deste ano, descrevendo um eléctrodo negativo com uma estrutura em camadas com base no composto de óxido de titânio Na2Ti3O7, assim como o método para produzir esse composto.
Estas estruturas podem armazenar os iões de lítio e, recentemente, os investigadores começaram a testar a sua adaptação para que também possam armazenar os iões de sódio.
The chemistry is very close to that of the lithium battery, and from that point of view there are no major difficulties; the mechanisms are the same ones and all the industrial processes for their production are the same
Referiu Laurence Croguennec, cientista de materiais do Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux.
Um problema que persiste é que o sódio é menos eficiente como portador de carga. Uma bateria de sódio perde 0,3 volts quando em comparação com uma bateria de lítio. É necessário desenvolver materiais que possam funcionar com tensões mais elevadas e que forneçam uma mais ampla capacidade.
Ainda não há uma ideia clara de quando as baterias de iões de sódio possam atingir uma paridade com as baterias de iões de lítio. Em 6 meses já muito foi feito e os resultados são muito animadores. O seu desempenho, para o ponto de partida, é muito interessante e como os materiais ainda podem ser aperfeiçoados, o futuro, próximo, poderá trazer resultados já com uma prestação animadora para o mercado.
Actualmente, as baterias de sódio têm uma capacidade de armazenamento de 90Wh/kg, que é um valor comparável com as baterias de lítio quando estas estavam na sua fase inicial.
Os responsáveis referem que ainda estão longe do tipo de armazenamento que as mais avançadas das baterias podem oferecer, como por exemplo as que podemos encontrar no carros da Tesla, mas é uma verdade que o nível de conhecimento, tendo por base o que já se conhece dos materiais usados nas baterias modernas, possibilita uma evolução mais rápida destas novas tecnologias.
Como refere Croguennec, os protótipos ainda não estão prontos para o mercado, mas a CEA acredita que será de interesse para a indústria e por isso estão já em conversações com possíveis parceiros industriais.