A busca por alternativas ao lítio no setor de energia ganhou um novo capítulo com o avanço de cientistas chineses em uma bateria de fluxo de ferro. Segundo os pesquisadores, a nova tecnologia pode reduzir de forma significativa o custo do armazenamento de energia renovável e ampliar a vida útil das baterias usadas em redes elétricas. O estudo foi publicado na revista científica Advanced Energy Materials, um dos principais periódicos internacionais da área de materiais para energia.

O estudo foi conduzido por uma equipe do Instituto de Pesquisa de Metais, ligado à Academia Chinesa de Ciências (CAS, na sigla em inglês). O grupo anunciou o desenvolvimento de um eletrólito de alta estabilidade, capaz de sustentar milhares de ciclos de carga e descarga sem perda relevante de capacidade — um desempenho que os próprios pesquisadores descrevem como recorde no campo das baterias de fluxo. Para referência, estudos anteriores com baterias de ferro em escala laboratorial já haviam demonstrado retenção de 98,7% da capacidade após mil ciclos consecutivos, o novo eletrólito da CAS estende esse patamar de forma consistente.

Hoje, o lítio custa mais de 80 vezes mais do que o ferro como matéria-prima industrial, segundo os cientistas envolvidos no projeto. Essa diferença de preço coloca o ferro como uma alternativa estratégica para sistemas de armazenamento em larga escala. O ferro é um dos metais mais abundantes da crosta terrestre, com preço em torno de US$ 115 por tonelada, enquanto o lítio oscila na faixa de US$ 13.000 a US$ 15.000 por tonelada dependendo do mercado. Baterias de fluxo de ferro já chegam ao mercado com projeções de vida útil superiores a 20 anos e mais de 10.000 ciclos de carga, segundo a fabricante americana ESS, que opera nesse segmento desde 2011.

O principal desafio das baterias de ferro sempre foi a degradação química ao longo do uso, o que reduzia eficiência e competitividade frente às baterias de íons de lítio. A nova formulação anunciada pela equipe chinesa tenta resolver esse gargalo ao melhorar a estabilidade do sistema e reduzir perdas operacionais. A abordagem é distinta da chamada bateria ferro-ar, tecnologia apoiada por Bill Gates por meio da startup americana Form Energy, que aposta em armazenamento de longa duração de até 100 horas, mas ainda enfrenta desafios de escala comercial.

Esse tipo de bateria não é voltado para carros elétricos, mas para aplicações estacionárias, suporte à rede elétrica e armazenamento de excedentes de geração renovável. Nesses casos, custo e durabilidade costumam ser mais importantes do que densidade energética, o que favorece tecnologias baseadas em materiais abundantes como ferro, sódio e zinco.

Corrida por alternativas ao lítio acelera no setor

O avanço ocorre em meio ao esforço global para diversificar tecnologias de armazenamento de energia. O domínio das baterias de íons de lítio trouxe ganhos de escala, mas também elevou preocupações com custo, concentração geográfica da produção, mais de 80% do refino global de lítio passa pela China, e pressão sobre cadeias minerais que incluem cobalto e manganês.

Uma bateria baseada em ferro pode ajudar a reduzir um dos principais gargalos da transição energética: armazenar eletricidade limpa de forma barata e duradoura. Baterias de fluxo em geral já apresentam vantagens estruturais nesse sentido: vida útil estimada em 20 anos ou mais e capacidade de mais de 10.000 ciclos de carga, contra os 500 a 1.500 ciclos típicos de baterias de lítio convencionais em aplicações estacionárias. Países com forte expansão solar e eólica buscam justamente soluções capazes de manter o fornecimento mesmo em períodos sem geração.

A China já concentra investimentos em baterias de sódio, ferro e outras químicas alternativas, numa estratégia para diminuir dependência de minerais mais caros e ampliar sua presença no mercado global de infraestrutura energética. O Laboratório Nacional do Pacífico Noroeste (PNNL), nos Estados Unidos, também desenvolve baterias de fluxo totalmente à base de ferro e água, sinalizando que a corrida por essa tecnologia não é exclusividade chinesa, e que o anúncio da CAS insere a China na fronteira de um campo onde americanos, europeus e asiáticos disputam protagonismo tecnológico e industrial.