Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) desenvolveram uma bateria funcional de nióbio que alcança 3 volts, é recarregável e já opera fora das condições ideais de laboratório, entrando na fase de testes industriais.
O projeto é conduzido há cerca de dez anos pelo professor Frank Crespilho, do Instituto de Química de São Carlos (IQSC/USP), líder do Grupo de Bioeletroquímica e Interfaces da USP e pesquisador do Instituto Nacional de Eletrônica Orgânica e Sustentabilidade (INCT), sediado no Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP).
Um dos principais desafios superados foi a degradação do nióbio em ambientes eletroquímicos convencionais, especialmente na presença de água e oxigênio. O grupo conseguiu controlar o ambiente químico do material, garantindo estabilidade ao metal altamente reativo.
Inspirado em sistemas biológicos, Crespilho explica que a solução se baseou em mecanismos semelhantes aos encontrados em enzimas e metaloproteínas. “Em sistemas biológicos, metais mudam de estado eletrônico constantemente sem se degradar, porque operam em ambientes químicos muito bem controlados”, afirma.
A partir desse conceito, os pesquisadores criaram o chamado NB-RAM (Niobium Redox Active Medium), uma espécie de “caixa de proteção inteligente” que permite ao nióbio alternar seus níveis eletrônicos de forma controlada, sem perda de desempenho ou degradação do material.
Grande parte do refinamento do sistema foi realizada pela pesquisadora Luana Italiano, da USP, que trabalhou por dois anos para alcançar estabilidade e reprodutibilidade. O processo envolveu dezenas de versões experimentais, com ajustes sucessivos nos mecanismos de proteção e no ambiente químico.
Segundo Luana, o principal desafio foi equilibrar proteção e desempenho elétrico. “Se protege demais, a bateria não entrega energia. Se protege de menos, ela se degrada”, explica. Como resultado, o sistema passou a funcionar de forma estável também em arquiteturas próximas às utilizadas pela indústria.
A tecnologia já conta com um protótipo funcional e teve a patente depositada pela USP. A bateria de nióbio alcançou 3 volts, faixa de tensão compatível com a maioria das baterias comerciais atualmente disponíveis no mercado.
Os testes também incluíram formatos industriais padrão, como células tipo coin (moeda) e pouch (laminadas flexíveis), desenvolvidos em parceria com o pesquisador Hudson Zanin, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Nessas configurações, a bateria foi carregada e descarregada repetidas vezes, comprovando sua viabilidade.
Para avançar à fase final de desenvolvimento, Crespilho destaca a necessidade da criação de um centro multimodal de pesquisa e inovação, envolvendo governos, universidades e startups. “A bateria de nióbio desenvolvida na USP mostra que o Brasil pode liderar tecnologias estratégicas, desde que a ciência seja tratada como prioridade nacional”, afirmou.
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