Os avanços no desenvolvimento de baterias estão se movendo em diversas direções, incluindo a busca por ingredientes biodegradáveis que sejam seguros tanto para o meio ambiente quanto para os seres humanos. Uma descoberta nova e promissora nessa área é o desenvolvimento de uma bateria de fluxo baseada em processos que imitam a produção de energia no corpo humano. É difícil imaginar uma tecnologia mais segura — os principais componentes do processo são a vitamina B2 e a glicose.
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Uma vitamina e uma colher de açúcar podem literalmente se tornar a base para uma nova geração de baterias ecologicamente corretas. Pesquisadores da Universidade de Binghamton (SUNY) relataram sua descoberta na revista ACS Energy Letters. O desenvolvimento não utiliza catalisadores metálicos ou compostos perigosos para eletrodos e eletrólitos. A oxidação da glicose libera elétrons, e a riboflavina, uma vitamina B2 comum, atua como um transportador de carga. Processos semelhantes ocorrem no corpo humano, onde a glicose dos alimentos é convertida em energia vital por enzimas e moléculas, com a riboflavina atuando como o próprio transportador.
As baterias de fluxo diferem das baterias convencionais porque a energia é armazenada em um eletrólito líquido que circula por todo o sistema. À medida que o eletrólito se move entre os eletrodos positivo e negativo, ele passa por reações químicas que liberam ou armazenam energia. As baterias de fluxo de vanádio são as mais comuns atualmente. Um protótipo de bateria de fluxo alimentada por vitaminas e glicose em temperatura ambiente provou ser tão eficaz quanto uma bateria comercial de vanádio, destacando o potencial promissor desse desenvolvimento.
Além disso, o novo design da bateria biodegradável substitui os catalisadores tradicionais de ouro e platina por eletrodos de carbono. No eletrodo negativo, a glicose oxida, perdendo elétrons que são imediatamente captados pela vitamina B2. No eletrodo positivo, os elétrons são ligados via oxigênio ou ferricianeto de potássio, gerando uma corrente. A riboflavina, a vitamina, permanece estável mesmo no ambiente altamente alcalino necessário para manter a atividade da glicose.
A célula à base de ferricianeto de potássio demonstrou a mesma potência específica à temperatura ambiente que as baterias de fluxo de vanádio comerciais, demonstrando que a riboflavina pode ter um desempenho equivalente ao de sistemas à base de metal. A versão à base de oxigênio reagiu mais lentamente, mas foi mais prática e econômica para produção em larga escala. Um problema menor foi a degradação da riboflavina pela luz na presença de oxigênio, mas isso pode ser resolvido. A maior potência específica da bateria na presença de oxigênio continua atraente.
Um protótipo de bateria impresso em 3D alimentado por vitaminas e glicose. Fonte da imagem: Universidade de Binghamton
Com mais desenvolvimento, o sistema de bateria de riboflavina-glicose pode ser um passo significativo em direção ao armazenamento sustentável de energia. Graças aos seus componentes naturais, biodegradáveis e baratos, essas baterias podem um dia se tornar uma alternativa ecológica para alimentar residências ou pequenos dispositivos, eliminando o uso de metais tóxicos e a dependência de cadeias de suprimentos complexas.