Imagine estacionar em um posto de gasolina, abrindo seu tanque e retirando o bocal do dispensador de combustível. Mas em vez de gás, sai uma mistura de água e álcool. Em vez de encher seu tanque de combustível, a mistura recarrega a bateria do seu carro elétrico - instantaneamente.
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Este é o sonho de John Cushman, um cientista da Universidade de Purdue que desenvolveu uma bateria “instantaneamente recarregável” para carros elétricos. O método de Cushman usa água, etanol (o mesmo tipo de álcool que você encontraria em bebidas alcoólicas), sal e metais dissolvidos. Isso permitiria que os proprietários de carros elétricos recarregassem seus carros de maneira rápida e fácil, usando os postos de gasolina existentes convertidos em estações de recarga de baterias.
“Estávamos tentando encontrar uma maneira ecologicamente correta e econômica de movimentar veículos móveis, como carros, caminhões e carros de golfe, e fazê-lo de uma maneira que você não precisaria ficar sentado lá e conectar seu carro por um número X horas, Cushman diz.
A bateria é um exemplo de uma "bateria de fluxo", que usa dois compostos químicos dissolvidos em líquidos para formar lados carregados positiva e negativamente. Os líquidos são bombeados para uma célula de bateria que converte a energia química em energia elétrica. Normalmente, as baterias de fluxo usam membranas para separar os dois líquidos. Mas a bateria de Cushman usa água, etanol e sal para forçar a água e o etanol a se separarem em duas camadas, sem necessidade de membrana. Isso dá à bateria uma vantagem sobre as baterias de fluxo tradicionais, diz Cushman, uma vez que as membranas costumam ser o elo fraco.
“As membranas tendem a quebrar e, quando elas quebram, as baterias se esgotam”, diz ele.
Esse método possibilita a construção de um sistema com energia suficiente em volume para alimentar um carro.
"Eu não sei se podemos combinar com o que eles têm em baterias de lítio, mas não precisamos", diz Cushman. "Nós realmente acreditamos que temos energia suficiente disponível para acelerar um carro leve muito rapidamente - mas talvez não tão rápido quanto 0 a 60 em quatro segundos. Quem realmente precisa desse tipo de aceleração? A maioria dos carros a gás não chega perto."
Enquanto carros elétricos estão crescendo em popularidade, a cobrança é um problema perene. A Tesla, cujo Model S é o carro elétrico mais vendido dos Estados Unidos, conta com uma rede de estações de recarga de destino, onde os motoristas podem planejar várias horas ou pernoite, ou estações de recarga, que cobram carros em cerca de 30 minutos. Mas, dependendo de onde você está dirigindo, essas estações podem ser poucas e distantes entre si. Enormes estados do Meio-Oeste, como o Kansas e o Missouri, só têm um punhado, por exemplo. Isso significa que uma viagem por estrada de longa distância em um Tesla exige um planejamento cuidadoso. O medo de ficar sem carga longe de uma estação de recarga é tão comum entre os motoristas de carros elétricos que até tem um nome: "ansiedade da autonomia".
Cushman prevê postos de gasolina convertendo-se em estações de abastecimento de bateria, talvez uma bomba de cada vez, à medida que a demanda aumenta. As estações poderiam usar sua infraestrutura e cadeia de transporte existentes para o fluido eletrolítico.
“As companhias de petróleo não querem ver todos os postos de gasolina deixados de lado”, diz Cushman. “Podemos bombear nossos eletrólitos através dos dutos existentes. Não há nada de perigoso; é tudo biodegradável. ”
Os eletrólitos usados poderiam ser despejados em tanques de armazenamento em postos de gasolina e enviados para uma refinaria, de preferência um alimentado por energia solar ou eólica limpa. Lá, ele poderia ser reconstituído e enviado de volta aos postos de gasolina.
"É um sistema de circuito fechado", diz Cushman.
Cushman e sua equipe, que co-fundaram uma empresa chamada Ifbattery LLC para comercializar a tecnologia, estão atualmente conversando com os militares sobre o uso da tecnologia de baterias para acalmar veículos silenciosos e furtivos com pouca assinatura de calor para atrair a atenção do inimigo. Eles também estão procurando construir protótipos maiores e trabalhar com parceiros de fabricação para eventualmente levar as baterias ao mercado civil. Cushman acha que há uma "possibilidade significativa" de a tecnologia ser difundida nas estradas americanas em uma década, mas hesita em fazer previsões.
Embora haja uma variedade de tecnologias de bateria de fluxo por aí, elas lutaram para chegar ao mercado e, quando o fazem, tiveram dificuldade em competir com as baterias de íon de lítio muito mais estabelecidas. “A arte do problema com as baterias de fluxo é que a maior parte dos avanços até agora foi feita no laboratório”, escreve Peter Maloney, da Utility Dive, uma newsletter que cobre o setor de serviços públicos. “As baterias de íons de lítio, por outro lado, têm um longo histórico de instalações em campo em tudo, desde computadores e telefones inteligentes a veículos elétricos e instalações de armazenamento conectadas à rede em escala de megawatts.”
Mas avanços como o de Cushman podem mudar a equação. O preço também será um fator - baterias de fluxo anteriores tendem a usar metais relativamente caros, como o vanádio. A bateria da Cushman usa água, etanol, sal e alumínio ou zinco baratos.
"Minha responsabilidade estava fazendo a química", diz Cushman. "Agora é apenas um pequeno passo para fazer um produto comercialmente viável".
