Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) desenvolveram a primeira bateria funcional baseada majoritariamente em nióbio, marco que coloca o metal brasileiro no centro das discussões sobre armazenamento de energia. O avanço resolve um obstáculo histórico: a elevada instabilidade do nióbio, que até então limitava seu uso a aditivo em células de lítio.
Estratégia molecular evita a oxidação do metal
O novo protótipo foi concebido no Instituto de Química de São Carlos (IQSC) sob coordenação do professor Frank Crespilho. A equipe identificou que o problema essencial não estava no elemento em si, mas no ambiente químico que o rodeia. Para contornar a oxidação acelerada — responsável por formar uma camada isolante que bloqueia o fluxo de elétrons — os cientistas criaram um microambiente inspirado em processos biológicos.
A ideia surgiu a partir da tese da pesquisadora Luana Italiano, que estudou enzimas capazes de manipular metais reativos sem que eles oxidem. Reproduzindo essa proteção em laboratório, o grupo envolveu o nióbio com moléculas orgânicas que estabilizam seus múltiplos estados de oxidação. Com esse “escudo” molecular, o metal passou a operar de forma previsível, reversível e estável, algo até então inédito.
O resultado é uma bateria que atinge tensões em torno de 3 V, mantém alta reversibilidade eletroquímica e completa diversos ciclos de carga e descarga sem perder desempenho. Esses parâmetros posicionam o nióbio como candidato real a substituir ou complementar tecnologias à base de lítio, sobretudo em aplicações que exigem maior estabilidade ou dependem de matérias-primas locais.
Potencial estratégico para o Brasil
O nióbio é abundante no território brasileiro, que responde por cerca de 80 % da produção global. Segundo Crespilho, o metal apresenta capacidade de trocar até cinco elétrons, característica que traduz um potencial energético elevado. Contudo, a elevada reatividade sempre impediu que ocupasse o papel principal em baterias comerciais.
“Ao controlar o ambiente químico, demonstramos que a limitação não era o nióbio, mas o meio em que ele era inserido”, afirma o professor. Isso permitiu explorar múltiplos elétrons de um único átomo, ampliando a densidade energética sem recorrer a elementos críticos importados.
Imagem: Tecnologia & Inovação
A USP depositou a patente da invenção no Brasil e já prepara o pedido internacional, etapa considerada essencial para garantir segurança jurídica e atrair parceiros industriais. O objetivo é encurtar o caminho entre pesquisa e produção, evitando a perda de valor estratégico, fenômeno observado no passado com as baterias de lítio.
Próximos passos e aplicações
Com o conceito comprovado, o próximo desafio envolve escalar a tecnologia. Os cientistas trabalham em melhorias de design, otimização de custos e análise de ciclo de vida. Embora ainda não haja prazo para chegada ao mercado, o grupo acredita que a integração entre ciência, proteção intelectual e interesse industrial pode acelerar esse processo.
Aplicações em veículos elétricos, armazenamento estacionário e dispositivos portáteis estão entre as possibilidades, principalmente em nichos que exigem alta estabilidade térmica e longa vida útil. Além disso, a cadeia produtiva nacional de nióbio pode reduzir dependências externas e fomentar empregos de maior valor agregado.
O trabalho da USP sinaliza uma mudança de paradigma: um metal até então visto como coadjuvante pode assumir protagonismo em futuras gerações de baterias, alinhando inovação tecnológica a recursos naturais disponíveis no país.
