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Correio Braziliense

Química: trio que deixou o mundo recarregável ganha Nobel

Prêmio de Química é concedido a pesquisadores que desenvolveram a bateria de lítio. Segundo a Assembleia sueca, a criação revolucionou a forma como interagimos, fundando "a base de uma sociedade sem fio" e menos dependente de combustíveis fósseis


postado em 10/10/2019 06:00

Trabalhos de Akira Yoshino, John Goodenough e Stanley Whittingham deram origem às baterias mais potentes da história (foto: Sebastian Gollnow/AFP - Daniel Leal-Olivas/AFP - Kazuhiro Nogi/AFP)
Trabalhos de Akira Yoshino, John Goodenough e Stanley Whittingham deram origem às baterias mais potentes da história (foto: Sebastian Gollnow/AFP - Daniel Leal-Olivas/AFP - Kazuhiro Nogi/AFP)
Ninguém pensa sobre elas quando fala ao celular, mexe no tablet, usa calculadora ou implanta um marcapasso. Mas sem as baterias de íons de lítio, nada disso seria possível. Muito menos pensar em um mundo de veículos elétricos, livre de combustíveis fósseis. O desenvolvimento desse objeto indispensável na vida moderna rendeu a três cientistas o Nobel de Química. Um deles, John B. Goodenough, da Universidade do Texas em Austin, tornou-se, aos 97 anos, o mais velho laureado pela Assembleia sueca. “Viva até os 97 e você pode fazer qualquer coisa”, brincou o químico que, recentemente, afirmou à revista Chemical & Engeneering News que ainda tem muito trabalho para concluir.

O lítio é um dos elementos naturais mais antigos, formado nos primeiros momentos do Big Bang, quando o Universo começou a se expandir e os átomos combinaram-se entre eles. Para deixar essa história mais interessante, a bateria de íons de lítio foi um erro que deu certo. Na década de 1970, M. Stanley Whittingham, professor e pesquisador da Universidade de Binghamton, tinha acabado de trocar a Universidade de Stanford pela gigante do petróleo Exxon. A linha de estudos de Whittingham era um fenômeno chamado intercalação — materiais sólidos com espaços do tamanho de átomos, nos quais íons carregados podem se encaixar. Quando os íons entram, as propriedades do material mudam.

O químico pesquisava materiais supercondutores, incluindo o dissulfeto de tungstênio, cuja principal aplicação é como lubrificante sólido e catalisador. Um dos experimentos consistia em inserir íons nos espaços do material para verificar como a condutividade seria afetada. O que ele descobriu foi que, ao interagir com o dissulfeto de tungstênio, os íons de potássio produziam muita energia, com voltagem de 2V, muito mais que a maioria das baterias da época.

Visionário, Whittigham decidiu investir em uma tecnologia capaz de estocar energia para abastecer carros elétricos. O problema é que o tungstênio é muito pesado, e o pesquisador queria um elemento leve. No lugar, experimentou titânio, muito mais leve, com íons de lítio, um dos elementos que liberam mais elétron, uma vantagem quando se pensa no funcionamento de uma bateria.

Foi preciso aperfeiçoar a bateria, mas a Exxon desistiu do projeto quando o preço do petróleo despencou e optou por  cortar investimentos. Whittigham não parou com sua pesquisa e, nessa mesma época, outro cientista, baseado no trabalho dele, conseguiu dobrar o potencial da bateria, tornando-a mais poderosa e aumentando as funcionalidades da peça. No Texas, John Goodenough demonstrou que, usando o óxido de cobalto e lítio como o cátodo (o terminal negativo da bateria) em uma bateria recarregável de íons de lítio, seria possível obter alta densidade de energia armazenada com um ânodo (o terminal positivo) diferente do lítio metálico. A descoberta levou ao desenvolvimento de materiais ricos em carbono que permitem o uso de eletrodos negativos estáveis e gerenciáveis em baterias de íons de lítio, além do Nobel de Química.

Viabilidade

A contribuição do terceiro laureado com o Nobel, Akira Yoshino, veio seis anos depois, em 1985. O químico japonês conseguiu eliminar o lítio puro da bateria, deixando a peça totalmente composta por íons de lítio, que são mais seguros que o puro. Isso tornou a bateria viável na prática e, na década de 1990, ela estava no mercado, abrindo caminho para o desenvolvimento da tecnologia wireless, de laptops, celulares e veículos elétricos, além de permitir o armazenamento de energia gerada por sol e vento. No anúncio do prêmio, a Assembleia do Nobel destacou que “as baterias de íons de lítio revolucionaram nossas vidas desde que entraram no mercado, em 1991. Elas fundaram a base de uma sociedade sem fio, livre de combustíveis fósseis, e são um dos grandes benefícios da humanidade”.

“Nesse Ano Internacional da Tabela Periódica, estou tão emocionado que três de nossos membros, com quase um século de associação à Sociedade Norte-Americana de Química, foram homenageados com o Prêmio Nobel pela invenção e pelo desenvolvimento da bateria de íons de lítio”, comentou, em nota, Bonnie Charpentie, presidente da instituição. “Diante do aumento das ameaças decorrentes das mudanças climáticas extremas, o anúncio de hoje (ontem) faz brilhar a portabilidade de energia, que permitiu avanços sem precedentes em comunicação, transporte e em outras ferramentas para dar suporte a aspectos críticos da vida em todo o mundo.”


Reações


“Bilhões de pessoas em todo o mundo se beneficiam todos os dias das inovações de John (B. Goodenough). Além de ser um inventor de peso, ele é um excelente professor, mentor e pesquisador. Somos gratos pelas três décadas de contribuição de John para a missão da UT Austin”
Gregory L. Fenves, presidente da Universidade do Texas em Austin e ex-reitor da Cockrell School

“O professor John Goodenough é um homem e engenheiro extraordinário, e estou muito satisfeito que seu trabalho de mudança mundial esteja sendo reconhecido com o Prêmio Nobel”
Sharon L. Wood, diretor da Cockrell School

“O trabalho do professor (M. Stanley Whittingham) mudou fundamentalmente a maneira como o mundo armazena e utiliza energia, possibilitando uma revolução nas tecnologias industriais e de consumo”
Harvey Stenger, presidente da Universidade de Binghamton

“Tendo desafiado a miniaturização e a redução do peso da bateria secundária, em 1985 o professor (Akira) Yoshino conseguiu desenvolver o protótipo da atual bateria de íons de lítio. Essas baterias, agora, são amplamente utilizadas como fontes de energia em telefones celulares, smartphones, computadores pessoais, automóveis e aeronaves e estão provocando uma mudança na sociedade. Além disso, espera-se que elas se tornem parte da infraestrutura de conservação de recursos e energia, não apenas como fonte de energia, mas também como sistema de armazenamento de energia no futuro”
Akihiro Ohara, presidente da Universidade de Meijo 

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