A professora Lu Yaxiang, do Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências, dedicou os últimos dez anos à busca de uma meta que muitos especialistas consideravam inviável: a viabilização comercial das baterias de sódio em larga escala. Seu empenho na pesquisa culminou, em abril, na conquista da Medalha Quatro de Maio da Juventude Chinesa, uma das mais prestigiadas premiações do país voltada para jovens com até 35 anos.
Motivos para investir no sódio neste momento
A iniciativa de Lu se baseia em um desafio estrutural enfrentado pela indústria de baterias: as células de íon-lítio, que dominam o mercado de veículos elétricos e armazenamento energético, dependem de matérias-primas raras e cuja extração é prejudicial ao meio ambiente. Em contraste, o sódio é abundante, acessível e fácil de obter — características que Lu considera essenciais para garantir a segurança energética da China. Isso a levou a focar suas investigações em inovações nos materiais que possam superar a principal limitação histórica das baterias de sódio: sua menor densidade de energia em comparação com as baterias de lítio.
Progresso publicado na Nature Energy
O mais recente avanço do grupo liderado por Lu foi divulgado em abril e aborda um dos desafios significativos para a adoção comercial das baterias de sódio: a segurança térmica. A equipe desenvolveu um eletrólito autoprotetor denominado PNE, que atua como um “firewall inteligente” dentro da célula. Quando a temperatura da bateria ultrapassa anormalmente 150°C, o material muda do estado líquido para sólido, criando uma barreira densa que impede a propagação do superaquecimento — causa frequente dos incêndios e explosões associados às baterias convencionais de íon-lítio.
Durante os testes realizados pela equipe, a bateria demonstrou eficiência tanto no teste de perfuração por agulha quanto na exposição a temperaturas de 300°C em um forno fechado — ambos considerados rigorosos no setor. Além disso, segundo o instituto responsável pela pesquisa, a bateria mantém um funcionamento estável entre -40°C e 60°C e resiste a tensões superiores a 4,3 volts. Essa combinação oferece alta segurança juntamente com uma densidade energética elevada, atributos que tradicionalmente eram vistos como incompatíveis nessa tecnologia.
Limitações ainda presentes apesar do progresso
É importante reconhecer os limites dessa inovação dentro do contexto atual da tecnologia. Apesar dos avanços em termos de segurança e estabilidade térmica, as baterias de sódio ainda apresentam menor densidade energética por peso e volume quando comparadas às melhores opções disponíveis no mercado com íon-lítio. Isso indica que para usos onde peso e autonomia são cruciais — como em veículos elétricos destinados a longas distâncias — o lítio continuará tendo uma vantagem competitiva por um tempo considerável. O nicho mais promissor para as baterias de sódio no curto e médio prazo parece ser o armazenamento estacionário de energia — aplicáveis em redes elétricas e sistemas de geração solar e eólica — onde o foco está mais nos custos e na segurança do que no peso.
Parte de uma estratégia ampla
A pesquisa conduzida por Lu Yaxiang faz parte de uma estratégia abrangente do governo chinês visando diminuir a dependência em relação às matérias-primas escassas localizadas geograficamente — uma preocupação similar à “soberania dos insumos” observada em outras áreas tecnológicas na China, incluindo produção de carbono-14 para baterias nucleares ou na disputa por minerais raros. Ao contrário dessas áreas onde a China já tem uma participação significativa na cadeia produtiva global, o mercado das baterias de sódio ainda está nas etapas iniciais de comercialização mundial — tornando essa corrida tecnológica liderada por pesquisadoras como Lu um dos poucos setores energéticos onde os resultados finais permanecem verdadeiramente indefinidos.
Com informações da SCMP