Amanda S. Feitoza

Inspirado em sistemas biológicos, Crespilho encontrou uma forma de estabilizar o nióbio ao controlar rigorosamente o ambiente químico em que ele opera - (crédito: Reprodução/Portal Gov)

A Universidade de São Paulo (USP) deu um passo importante no desenvolvimento de uma bateria de nióbio funcional, recarregável e com desempenho comparável ao de modelos comerciais. O dispositivo alcança 3 volts de tensão, opera em condições reais, fora dos ambientes ideais de laboratório, e já entrou na fase de testes industriais, abrindo caminho para aplicações práticas no mercado.

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A pesquisa é conduzida há cerca de dez anos pelo professor Frank Crespilho, do Instituto de Química de São Carlos (IQSC/USP), em parceria com o Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) e o Instituto Nacional de Eletrônica Orgânica e Sustentabilidade (INCT). O principal desafio superado pela equipe foi a degradação do nióbio em ambientes eletroquímicos, especialmente na presença de água e oxigênio — um entrave histórico para o uso do metal em baterias.

Inspirado em sistemas biológicos, Crespilho encontrou uma forma de estabilizar o nióbio ao controlar rigorosamente o ambiente químico em que ele opera. A solução resultou na criação de um meio redox ativo, apelidado de NB-RAM, que funciona como uma “proteção inteligente” para o metal. Nesse sistema, o nióbio pode alternar seus estados eletrônicos repetidas vezes sem se degradar, reproduzindo mecanismos observados em enzimas e metaloproteínas da natureza.

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Grande parte da consolidação do projeto foi liderada pela pesquisadora Luana Italiano, da USP, responsável por dois anos de refinamento do sistema. O trabalho envolveu dezenas de versões experimentais até atingir estabilidade, reprodutibilidade e controle preciso dos parâmetros químicos e elétricos. Segundo ela, o maior desafio foi equilibrar proteção e desempenho: proteger demais compromete a entrega de energia; proteger de menos leva à degradação do material.

Com esse ajuste fino, a bateria passou a operar de forma estável não apenas em bancada, mas também em formatos próximos aos utilizados pela indústria. O protótipo já foi testado em células do tipo coin (moeda) e pouch (laminadas flexíveis), em parceria com o pesquisador Hudson Zanin, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Nos testes, o sistema foi submetido a diversos ciclos de carga e descarga, comprovando sua viabilidade técnica.

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A tecnologia já teve a patente depositada pela USP e apresenta tensão compatível com a maioria das baterias disponíveis atualmente no mercado. Para avançar à etapa final de desenvolvimento e escalar a produção, os pesquisadores defendem a criação de um centro multimodal de pesquisa e inovação, reunindo universidades, governos e startups de base tecnológica.

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Para Crespilho, o projeto simboliza o potencial estratégico da ciência nacional. “Essa bateria mostra que o Brasil pode ir além da exportação de matérias-primas e assumir a liderança no desenvolvimento de tecnologias, desde que a ciência seja tratada como prioridade”, conclui.

Com informações da Agência Brasil*

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