Uma bateria recarregável que funciona com vitamina B-12
Leve, seguro e sustentável: o protótipo utiliza este composto natural como catalisador nas baterias de zinco-ar
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A vitamina B12 é uma vitamina essencial para o bom funcionamento do organismo e encontra-se em alimentos de origem animal. É produzida por certas bactérias que, além de existirem na natureza, são cultivadas em instalações industriais para uso comercial, principalmente pelas indústrias alimentar e farmacêutica. É benéfica na presença de certas deficiências nutricionais e, nos últimos tempos, tornou-se popular, juntamente com outras vitaminas do complexo B, como remédio para a ressaca, uma vez que pode ajudar a reduzir a fadiga. Aos seus usos já consagrados na medicina, na alimentação e na veterinária, pode agora acrescentar-se uma aplicação invulgar: uma equipa da Universidade de Córdoba utilizou-a, pela primeira vez, como catalisador no desenvolvimento de uma bateria recarregável.
Investigadores do grupo de investigação de Química Física (FQM-204) do Instituto Químico para a Energia e o Ambiente (IQUEMA) da Universidade de Córdoba, que desenvolveram uma bateria recarregável que funciona com vitamina B-12
University of Cordoba
O protótipo foi concebido por investigadores do grupo de investigação de Química Física (FQM-204) do Instituto Químico para a Energia e o Ambiente (IQUEMA) da Universidade de Córdoba. Trata-se de uma bateria de zinco-ar que incorpora vitamina B12, também conhecida como cobalamina, a qual está fixada a nanotubos de carbono de parede única. Esta configuração facilita a reação eletroquímica, uma vez que a vitamina contém cobalto (III) no seu núcleo. Esta é a terceira vez que este grupo utiliza uma biomolécula como catalisador, na sequência dos seus trabalhos anteriores sobre baterias fabricadas com hemoglobina e catalase, que contêm ferro (II) e ferro (III), respetivamente. O principal avanço reside no facto de, no caso da vitamina B12, a equipa ter conseguido tornar a bateria que desenvolveu recarregável, alcançando até 250 ciclos de carga e descarga.
Ao selecionar o material, «analisámos as propriedades que podemos encontrar em materiais naturais para as utilizar em novas baterias», explicou Manuel Cano Luna, autor do estudo, juntamente com os investigadores Valentín García Caballero, Miguel López León, Pablo Gómez Argudo, Luis Camacho Delgado, José Miguel Rodríguez Mellado, María Teresa Martín Romero, José Abad López e Antonio Jesús Fernández Romero. Por se tratar de uma vitamina altamente solúvel, o desafio consistia em encontrar uma forma de a reter no interior de uma bateria que funciona com eletrólitos aquosos. A solução consistiu em fixá-la a nanotubos de carbono, simulando «o processo pelo qual os aminoácidos se ligam entre si nas proteínas».
Leve, segura e sustentável
O estudo, publicado no Journal of Materials Chemistry A, marca mais um passo em frente na procura de alternativas às baterias convencionais de iões de lítio, que dependem de matérias-primas cuja extração coloca desafios económicos, sociais e ambientais. Neste sentido, as baterias de zinco-ar são uma alternativa promissora devido à sua elevada densidade energética e à utilização de materiais como o zinco — que é abundante e reciclável — e o próprio oxigénio. Além disso, como não precisam de armazenar todo o material reativo no interior da bateria — uma vez que obtêm oxigénio do ambiente —, estas baterias são mais leves, razão pela qual a sua utilização está a tornar-se cada vez mais comum em dispositivos de pequenas dimensões, como os aparelhos auditivos. A utilização de eletrólitos aquosos não inflamáveis também as torna mais seguras.
No entanto, para facilitar a reação que converte energia química em energia elétrica, é necessário um catalisador eficaz; no caso das baterias recarregáveis, este catalisador deve também ser capaz de desempenhar a sua função em ambos os sentidos: carga e descarga. Neste caso, o investigador Antonio Jesús Fernández Romero explicou que a vitamina B12 «demonstrou cumprir as condições necessárias para atuar como um bom catalisador, uma vez que, durante a descarga, catalisa a redução do oxigénio a água e, durante a recarga, promove a produção de oxigénio».
Esta descoberta abre caminho para o desenvolvimento de sistemas de armazenamento de energia mais baratos e sustentáveis, que poderão desempenhar papéis fundamentais na resposta a alguns dos desafios colocados pela transição energética, tais como a criação de baterias capazes de armazenar o excedente de energia gerado por fontes renováveis.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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