As baterias de íons de lítio, que têm impulsionado a mobilidade elétrica há anos, começam a mostrar limitações. Isso ocorre especialmente em setores como aviação, transporte marítimo e ferroviário, onde o peso é um fator determinante.
Uma equipe de pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) desenvolveu uma célula de combustível inovadora baseada em sódio metálico líquido. Esse desenvolvimento poderia transformar esses setores ao oferecer alta eficiência energética e recarga rápida.
Como funciona a célula de sódio-ar
Ao contrário das baterias tradicionais, que necessitam de recarga elétrica, esta célula funciona com sódio metálico líquido como combustível e ar comum como fonte de oxigênio.
Entre os dois, uma membrana cerâmica sólida permite a passagem de íons de sódio, enquanto um elétrodo poroso orientado ao ar gera a reação química que produz eletricidade.
Triplicando a eficiência energética e a mobilidade elétrica
Durante testes de laboratório, o protótipo alcançou uma densidade energética de mais de 1.500 Wh/kg. Isso se traduz em mais de 1.000 Wh/kg em sistemas completos, triplicando a capacidade das atuais baterias de veículos elétricos (300 Wh/kg).
Segundo o professor Yet-Ming Chiang, atingir 1.000 Wh/kg poderia viabilizar a aviação elétrica regional, que representa 80% dos voos domésticos e 30% das emissões do setor.
Benefícios de segurança e sustentabilidade
- Maior segurança: A separação física dos reagentes mais perigosos evita reações descontroladas, reduzindo os riscos em comparação com as baterias compactas.
- Zero emissões de CO₂: O hidróxido de sódio gerado na reação química captura CO₂ atmosférico, convertendo-o em bicarbonato de sódio, o que pode ajudar a reduzir a acidificação marinha.
Reutilização e escalabilidade
A célula funciona com cartuchos recarregáveis, onde o sódio fundido (que derrete a 98°C) é reposto após o uso.
O sódio é barato e abundante, extraído do cloreto de sódio (sal comum), e já foi produzido em massa anteriormente, com registros de 200.000 toneladas anuais apenas nos EUA.
Protótipos e próximos passos
A equipe desenvolveu dois protótipos:
- Modelo vertical tipo H.
- Design horizontal tipo bandeja, com membrana cerâmica e ar úmido, garantindo reações mais limpas e eficientes.
Planejam lançar um protótipo funcional do tamanho de um tijolo, com capacidade de 1.000 Wh, suficiente para alimentar um drone agrícola de grande porte.
O desenvolvimento está sendo realizado pela startup Propel Aero, incubada no MIT, com o objetivo de comercialização e expansão desta tecnologia.
