A Universidade de São Paulo (USP) deu um passo histórico ao registrar a patente daquilo que os pesquisadores classificam como a primeira bateria de nióbio funcional, estável e recarregável do mundo. A tecnologia foi desenvolvida no campus de São Carlos, colocando o Brasil como o protagonista em um setor estratégico que deve mudar tudo nos próximos anos. A notícia chama a atenção por que são décadas sem avanços nesse campo.
O nióbio sempre foi visto como um paradoxo da ciência dos materiais. Apesar de o Brasil concentrar cerca de 90% das reservas conhecidas do metal, nunca havia sido possível utilizá-lo de forma eficiente em baterias recarregáveis. O problema não era falta de interesse ou de engenharia, mas sim a complexidade química do nióbio, que rapidamente se degrada quando entra em contato com oxigênio e água.
Por que o nióbio sempre foi um desafio para baterias
Diferentemente dos materiais tradicionais usados em baterias, o nióbio não funciona apenas em estados simples de ligado ou desligado. Ele possui múltiplos estados de oxidação muito próximos entre si, o que, em teoria, aumenta e muito o potencial de armazenamento de energia. Por isso essa sempre foi vista como uma tecnologia do futuro.
Mas na prática, toda essa riqueza eletrônica sempre levou a reações químicas indesejadas. Quando usada em ambientes eletroquímicos convencionais, o nióbio perde estabilidade, forma espécies inativas e deixa de funcionar após poucos ciclos.
Foi justamente esse obstáculo que os pesquisadores da USP conseguiram contornar. Eles criaram um meio químico protetor chamado NB-RAM (Niobium Redox Active Medium), que funciona como uma espécie de "ambiente controlado" para o nióbio operar sem se degradar.
A arquitetura, batizada de N-MER (Niobium Multi-stage Electronic Redox), se inspira em processos biológicos. Na natureza, metais altamente reativos conseguem alternar estados eletrônicos continuamente dentro de enzimas e metaloproteínas, sem perder estabilidade, justamente porque estão inseridos em ambientes químicos extremamente bem regulados.
A equipe da USP aplicou esse mesmo princípio à bateria. Segundo o professor Frank Crespilho, do Instituto de Química de São Carlos (IQSC-USP), o nióbio passa a funcionar como um interruptor com múltiplos níveis, em que cada nível armazena uma quantidade diferente de energia. O NB-RAM atua como a "caixa de proteção" que permite essa troca de estados de forma repetida, e ainda consegue manter o controle e estabilidade que esse tipo de processo precisa.
Dois anos de refinamento até atingir a estabilidade real
Embora o conceito seja sofisticado, o caminho até uma bateria funcional exigiu um trabalho intenso de otimização. A doutoranda Luana Italiano liderou essa fase, dedicando cerca de dois anos ao ajuste fino do sistema.
O desafio era encontrar jutamente esse equilíbrio ideal entre proteção química e desempenho elétrico. Um sistema excessivamente protegido não entrega energia; um sistema pouco protegido se degrada rapidamente. Após dezenas de versões experimentais, o grupo alcançou a estabilidade tão desejada.
Com a tecnologia estabilizada, a USP avançou para o depósito da patente e para testes em níveis intermediários de maturidade tecnológica. A bateria atingiu 3 volts, faixa compatível com a maioria das baterias comerciais atuais, o que demonstra sua viabilidade prática.
Para validar o desempenho fora do ambiente puramente acadêmico, a bateria foi testada em formatos industriais padrão, como células tipo moeda (coin) e pouch, em parceria com pesquisadores da Unicamp. Os testes confirmaram a funcionalidade em múltiplos ciclos, consolidando a prova de conceito.
Com essa tecnologia, o Brasil passa a ter condições reais de não só exportar os recursos naturais para esse tipo de tecnologia, mas também pode gerar inovação e soluções de energia. Não por acaso, a descoberta já despertou o interesse de empresas internacionais, especialmente do setor de baterias na China.
