Em um mundo cada vez mais dependente de energia portátil, a busca por alternativas sustentáveis para as baterias tradicionais se torna crucial. Pesquisadores da Universidade Federal de Lavras (UFLA) estão desenvolvendo uma bateria inovadora utilizando um recurso inusitado e abundante no Brasil: a casca de café.
Substituindo o grafite por um recurso renovável
O projeto, liderado pela doutoranda Ianca Oliveira Borges, sob a orientação do professor Gustavo Tonoli, no Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Biomateriais, foca na substituição do grafite, material poluente comumente usado em baterias, pela casca de café no ânodo (polo negativo). A casca, rica em carbono (50% de sua composição), assim como o grafite (quase 100% carbono), demonstra potencial para gerar energia de forma mais sustentável.
A utilização da casca de café, resíduo abundante da indústria cafeeira, contribui para a redução de detritos e a promoção da economia circular. "O aproveitamento da casca de café agrega valor aos produtos agrícolas, beneficiando os agricultores", explica Ianca.
Otimizando o carbono e incorporando o nióbio
Para aumentar a concentração de carbono na casca de café (de 50% para cerca de 90%), os pesquisadores utilizam um processo chamado carbonização, que consiste em aquecer o material a altas temperaturas (aproximadamente 1.300 graus). Este processo também remove compostos orgânicos indesejáveis, como celulose e lignina, que podem interferir nas reações químicas da bateria.
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Visando aprimorar ainda mais o desempenho da bateria, a equipe incorporou o nióbio ao biocarbono da casca de café. "Só com a casca de café não conseguimos alcançar as propriedades do grafite", explica Ianca. "O nióbio, abundante no Brasil, aumenta a capacidade de armazenamento de carga e a durabilidade da bateria, estabilizando a estrutura do biocarbono durante os ciclos de carga e descarga."
Aplicações e perspectivas futuras
A pesquisa, realizada em parceria com a Universidade de Toronto, no Canadá, com a colaboração dos professores Mohini Sain e Otávio Titton Dias, permitiu à Ianca realizar um doutorado-sanduíche em 2024, aprimorando as técnicas e procedimentos científicos. O professor Tonoli destaca a importância da internacionalização para a formação dos pesquisadores e para o desenvolvimento da nova linha de pesquisa na UFLA.
A bateria sustentável, ainda em fase de desenvolvimento, tem potencial para ser aplicada em dispositivos de pequeno porte, como brinquedos, celulares e computadores. Além disso, a tecnologia promete gerar oportunidades de emprego em áreas como pesquisa, tecnologia e agricultura, incentivando o desenvolvimento de novos materiais sustentáveis.
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Fonte: Adaptado do texto de Gláucia Mendes, publicado no Portal da Ciência da Ufla.
