A tecnologia revolucionária das baterias de sódio

As baterias elétricas, como conhecemos, são maioritariamente de ion-lítio, uma tecnologia que foi descoberta em meados dos anos 80 do século XX pelo cientista americano John B. Goodenough - que, em conjunto com M. Stanley Whittingham e Akira Yoshino, conseguiu em 2019 o Nobel da Química - que são mais eficazes que os usados anteriormente, de chumbo-cádmio, que até então davam um alcance bem limitado em termos de autonomia. Ou seja, passamos de 80 a 100 quilómetros, para autonomias superiores a 600 quilómetros. 

Contudo, o preço das baterias é alto, apesar de ter baixado bastante, ao longo dos anos. Em 2010, por exemplo, valiam cerca de 1400 dólares por kW/hora. hoje em dia, baixou em 90 por cento, para cerca de 110 dólares por kW/hora. Mas por estes dias, surgiu um estudo onde falam de baterias de sódio, que são bem mais eficazes, ao ponto de prometerem baterias que custam... 10 dólares por kW/hora. Ou seja, algo que é 90 por cento mais barato que as atuais baterias, que por sua vez eram mais baratas que aquelas usadas há década e meia. Impressionante!

Caso tudo isto seja confirmado, este preço representaria uma quebra histórica na barreira económica da mobilidade elétrica - e noutros dominios - além de abrir espaço para armazenamento residencial e em grande escala. Imaginem, por exemplo, painéis solares custarem um décimo do que custam agora.

A chinesa CATL, maior fabricante mundial de baterias para veículos elétricos, afirma que a Naxtra, o modelo de bateria já pronta para produção, funcionará tanto em veículos industriais quanto em carros elétricos, mantendo até noventa por cento da capacidade entre -40 °C e 70 °C. Para além disso, a fabricante afirma que estas baterias Naxtra podem superar 10.000 ciclos de carga, teoricamente equivalentes a mais de 3,6 milhões de quilômetros antes de atingir 85 por cento da capacidade. Em comparação, as atuais baterias LFP duram entre três mil e quatro mil ciclos.

A densidade energética da Naxtra é de 175 Wh/quilo, próxima das LFP (185 Wh/quilo), garantindo autonomia estimada em 500 quilómetros por carga. E tem outra vantagem: estas baterias de ião-sódio conseguem resistir a testes implicando penetrações e compressões, ou seja, os riscos de explosão e incêndio serão bem menores. 

Robin Zeng, presidente da empresa, acredita que o sódio pode ocupar até metade do mercado global de baterias nos próximos anos. Mesmo que o preço real fique entre os 40 e 50 dólares por kW/hora, o impacto na redução do custo de carros elétricos e do armazenamento de energia seria significativo.

Parece ser tudo muito bonito, mas há problemas. Sim, é verdade que o sódio é muito mais denso que o lítio - é o sal - e apesar de alguns dos números aqui apresentados serem relativamente dramáticos, em termos de eficiência, é equivalente. E para além disso, a CATL não divulgou documentação técnica detalhada nem preços de produtos comerciais, mantendo o custo de dez dólares por kW/hora... mais como uma promessa de marketing do que algo substanciado. Mas eles afirmam que mais de 30 modelos de marcas como Geely, Chery, GAC e Voyah irão receber baterias de sódio em 2025, não como protótipos, mas como produtos acabados.

É que na China, eles não esperaram por estudos para saber da possível viabilização deste tipo de bateria: A BYD já começou a construir uma fábrica para este tipo de bateria, e a JAC, outra fabricante de automóveis, iniciou em 2024 a produção em série do seu primeiro carro com baterias de sódio.

Sim, o potencial está aí, mas ainda demorará mais algum tempo até saber se esta tecnologia será o suficiente para superar a atual. 

Youtube Video Explanation: As baterias de metal liquido

O processo de construção de baterias para armazenar energia para fazer andar tudo o que tenha quatro rodas e um volante, para além de fornecer luz e calor para as nossas casas, é um processo contínuo. É certo que as baterias de lítio são as usadas correntemente, e tem os seus limites - têm tendência para pegar fogo, por exemplo - mas estão a acontecer coisas para melhorar e alargar essa tecnologia, como as baterias de estado sólido, uma aposta que muitos fabricantes de automóveis estão a fazer para aumentar a sua durabilidade e autonomia.

Contudo, há também as baterias de metal líquido. Essencialmente, funcionariam da mesma forma como o processo de separar o alumínio de outros metais e demais impurezas, e de uma certa maneira, tem o potencial de guardar energia de maneira mais eficaz e sem os defeitos do aquecimento que tem as baterias atuais. 

E sobre essa tecnologia, o Joe Scott fez dela o tema do seu mais recente video, que podem ver aqui.  

Youtube Electric Explanation: Haverá lítio suficiente para fazer baterias?

Coisas interessantes: eu costumo seguir este canal do Youtube e já meti vídeos deles sobre o que poderá ser o futuro dos automóveis, quer sejam elétricos ou não, porque também estamos a falar de carros autónomos, que se conduzirão a eles mesmos.

Hoje, eles falaram sobre uma questão muito frequente: será que haverá materiais suficientes para construir as baterias de lítio suficientes para alcançarmos os cem por cento de electricidade no transporte. Ali, eles mostram a como são feitos as baterias de lítio - que são usados agora nos Teslas e noutros modelos - e depois mostram a quantidade dos materiais que existe no nosso planeta. E as baterias tem muito mais componentes do que meramente o lítio...

Enfim, eis o video.

Quem fornecerá as baterias para a Formula E?

A primeira temporada já está para trás e aí vêm a segunda, mas já se planeia a terceira, pelo menos no quesito baterias. Neste momento, todos os carros da competição têm baterias da Williams, que tem uma potência a rondar os 200 Kw, mas com uma curta autonomia - cerca de 80 quilómetros - mas a organização quer aumentar a potência e claro, prolongar a sua durabilidade. E há duas candidatas para esse lugar: a própria Williams e uma jogadora nesta classe: a croata Rimac.

As atuais baterias não foram mais do que o resultado de um projeto feito... em cima do joelho, digamos assim. A Williams Advanced Engineering teve seis meses para montar um protótipo, testá-lo e montá-lo nos carros, que ficou pronto em cima da hora do campeonato, em outubro do ano passado. 

Agora, segundo o site electricautosport.com, a organização quer baterias de 250 Kw, e a concorrência à williams vem da Rimac. E se nunca ouviu falar deles, digo que foram eles que montaram o Concept One, com potência equivalente a 1088 cavalos, e montou as baterias para o híbrido Koninggsegg Regera, que tem montado uma bateria de 9,27 kWh feito para entregar... 500 kW de potência. Mais do dobro daquilo que a Formula E deseja neste momento.

Apesar de estas baterias só estarem nos carros a partir da segunda metade de 2016, começa-se a planear o futuro, pois a partir de 2018, a organização quer que todas as equipas comecem a fazer as suas próprias baterias.