Bateria de magnésio atinge operação estável em temperatura ambiente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/11/2025

Teste da bateria de magnésio, cujo protótipo foi construído no formato de botão, ou célula tipo moeda, no padrão 2032 (20 é o diâmetro e 32 é a altura, ambos em mm).
[Imagem: Tomoya Kawaguchi et al. - 10.1038/s43246-025-00921-0]

Bateria de íons de magnésio

Entre as tecnologias alternativas às baterias de íons de lítio têm-se destacado as baterias de íons de magnésio, graças à sua maior capacidade volumétrica e resistência à formação de dendritos, os grandes causadores dos curtos-circuitos das baterias atuais.

"A razão pela qual o magnésio não tem sido o principal material usado em baterias é devido a uma reação lenta que impede o funcionamento em temperatura ambiente," explica Tetsu Ichitsubo, da Universidade de Tohoku, no Japão. "Imagine se as baterias dos seus dispositivos só funcionassem em temperaturas extremas. Seriam praticamente inúteis para o dia a dia."

Sabendo disso, a equipe trabalhou sobre as deficiências e desenvolveu um protótipo de bateria recarregável de magnésio que supera vários dos desafios enfrentados pelo armazenamento de energia à base de magnésio.

O maior feito foi conseguir que a bateria funcione a temperatura ambiente, abrindo caminho para um bateria de carregamento rápido feita com materiais sustentáveis - o magnésio representa cerca de 2,5% da massa da crosta terrestre, o que o torna o oitavo elemento mais abundante, enquanto o lítio representa apenas cerca de 0,004%.

Vantagens da utilização de cátodos de óxido amorfo e da configuração das células das atuais baterias recarregáveis de magnésio.
[Imagem: Tomoya Kawaguchi et al. - 10.1038/s43246-025-00921-0]

É o magnésio mesmo que faz a diferença

Entre as diversas inovações alcançadas pela equipe estão a introdução de um volume livre estrutural, o controle do tamanho das partículas em nanoescala e a compatibilidade dos eletrodos com eletrólitos avançados.

Mas aqui também há uma estrela brilhando mais do que as outras: Um novo cátodo de óxido amorfo (Mg_0,27Li_0,09Ti_0,11Mo_0,22O), que se baseia em um processo de troca iônica entre lítio e magnésio, criando caminhos de difusão que permitem que os íons de magnésio se movam com mais facilidade.

Como resultado, o cátodo suporta a inserção e a extração reversíveis dos íons de magnésio à temperatura ambiente.

"Nós criamos um protótipo de célula completa para testar esta bateria em funcionamento e descobrimos que ela é capaz de descarregar energia suficiente mesmo após 200 ciclos," contou Ichitsubo. "Foi o suficiente para alimentar continuamente um diodo emissor de luz (LED) azul. Isso é empolgante, porque demonstrações anteriores de baterias recarregáveis de magnésio apresentaram tensões de descarga negativas, o que significa que elas não conseguiam fornecer energia utilizável."

A equipe também investigou o mecanismo subjacente desta bateria, confirmando que a capacidade observada se origina da verdadeira intercalação do magnésio. Isso diferencia o sistema de protótipos anteriores, nos quais reações secundárias dominavam as reações, e não o movimento de íons de magnésio. Isso torna a demonstração um avanço robusto rumo a baterias de magnésio práticas.

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