É o fim do ‘petróleo branco’? Novo material pode reduzir drasticamente uso de lítio em baterias de celular

O lítio despontou nos últimos anos como um dos mais promissores combustíveis da transição energética no mundo.

Afinal, são as baterias de íons de lítio que movem os veículos elétricos que ocupam cada vez mais espaço nas ruas das grandes cidades, especialmente nos países desenvolvidos.

Essa situação levou os entusiastas do lítio a apelidarem a substância como “petróleo branco”.

Agora, porém, o menos denso dos metais está diante de um concorrente com potencial de torná-la obsoleta antes mesmo de se firmar.

Uma substância totalmente nova foi descoberta por meio do uso de inteligência artificial (IA) e de supercomputação. Trata-se de um eletrólito sólido ainda sem nome de batismo, chamado apenas de N2116.

Por enquanto, o N2116 vem sendo utilizado apenas para manter uma lâmpada acesa. Na avaliação dos cientistas envolvidos na pesquisa, porém, o material poderia reduzir o uso de lítio em baterias em até 70%.

A descoberta desse novo eletrólito sólido ocorreu durante experimentos conduzidos em conjunto pela Microsoft e pelo Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), subordinado ao Departamento de Energia dos Estados Unidos.

Inteligência artificial e supercomputadores aceleraram pesquisa

Os pesquisadores recorreram à IA e a supercomputadores para filtrar uma lista de 32 milhões de potenciais materiais inorgânicos a 18 candidatos promissores.

Estima-se que um processo de triagem desse porte levaria mais de duas décadas — se métodos tradicionais de investigação laboratorial tivessem sido empregados.

A aplicação conjunta da IA avançada e de um grande número de supercomputadores de alto desempenho permitiu que a triagem fosse concluída em menos de uma semana.

Isso permitiu a rápida realização de tarefas científicas e de equações matemáticas complexas.

Entre a triagem e o desenvolvimento de um protótipo de bateria funcional, o processo durou menos de nove meses.

Jason Zander, vice-presidente executivo da Microsoft, disse à emissora britânica BBC que uma das intenções da gigante da tecnologia era “comprimir 250 anos de descobertas científicas nos próximos 25”.

“Acreditamos que tecnologias como essa nos ajudarão a fazer isso. Acho que é assim que esse tipo de ciência será feito no futuro”, afirmou ele.

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O dilema do lítio

O lítio ganhou o apelido de “petróleo branco” ao firmar-se como um dos principais componentes das baterias recarregáveis que hoje viabilizam o funcionamento de smartphones, laptops e veículos elétricos.

A demanda elevada pelo metal associada a uma ainda baixa escala de produção pode levar à escassez de oferta já em 2025, calcula  a Agência Internacional de Energia.

O Departamento de Energia dos EUA estima que a demanda por baterias de íons de lítio deve se multiplicar por dez até 2030.

Mas há outros problemas. O desenvolvimento de uma mina de lítio pode levar anos para amadurecer — e o impacto ambiental não pode ser considerado pequeno.

A extração e o refino do metal requerem grandes quantidades de água e energia. Além disso, o processo altera paisagens e deixa resíduos tóxicos pelo caminho.

O ‘Santo Graal’ das baterias de lítio

Nuria Tapia-Ruiz lidera uma equipe de pesquisadores de baterias no departamento de química do Imperial College, em Londres.

Consultada pela BBC, ela disse que qualquer material com quantidades reduzidas de lítio e boa capacidade de armazenamento de energia seria o “Santo Graal” na indústria de baterias de íons de lítio.

“A IA e a supercomputação se tornarão ferramentas fundamentais para os pesquisadores de baterias nos próximos anos, ajudando a projetar novos materiais de alto desempenho”, disse ela.

Já o professor de engenharia química Edward Brightman, da Universidade de Strathclyde, recomenda cautela.

“Uma nova tecnologia poderia gerar resultados espúrios, ou resultados que parecem bons à primeira vista, mas que depois mostram um material já conhecido ou que não pode ser sintetizado em laboratório”, disse ele.

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Por que os cientistas ficaram empolgados com a descoberta

O N2116 é um eletrólito sólido. Ele foi selecionado pelos cientistas do PNNL entre as 18 amostras resultantes da triagem realizada pela IA da Microsoft.

Os cientistas veem na substância o potencial para que ela se torne uma solução sustentável de armazenamento de energia.

Isso porque as baterias de estado sólido são consideradas mais seguras do que as atuais, nas quais o lítio é empregado em estado líquido ou em gel.

A estimativa dos cientistas é de que, em um futuro próximo, as baterias de lítio em estado sólido terão carregamento mais rápido, armazenarão mais energia e permitirão milhares de recargas. Além de usarem menos lítio.

Karl Mueller, do PNNL, disse que a inteligência artificial “apontou para um território potencialmente fértil muito mais rápido” do que em condições normais de trabalho laboratorial.

Para ele, o resultado da pesquisa é uma prova do quanto a IA avançada é capaz de acelerar o ciclo de inovação.

*Com informações da BBC.