Bateria de íons de hidrogênio começa a virar realidade

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/09/2025

Diagrama esquemático do primeiro protótipo de bateria de íons hidreto.
[Imagem: DICP]

Bateria de íons hidreto

Cientistas conseguiram construir o primeiro protótipo funcional de uma bateria de íons de hidrogênio - íons hidreto, ou H^-.

Enquanto a maioria das baterias atuais se baseia no movimento de íons positivos (cátions), como o lítio (Li⁺), as baterias de hidreto funcionam com um íon negativo: o H^-.

Esse conceito radical de usar um átomo de hidrogênio com um elétron extra como transportador de carga abre caminho para uma revolução na densidade de energia e na segurança das baterias, tornando esta uma das mais promissoras apostas para a próxima geração de armazenamento de energia.

Mas também é uma das mais desafiadoras, uma vez que até hoje ninguém havia conseguido sintetizar um eletrólito adequado, o meio responsável por conduzir os íons de um polo ao outro da bateria, gerando a corrente elétrica. E a falta de um eletrólito eficiente na condução dos íons negativos, com estabilidade térmica e compatibilidade com os eletrodos, vinha impedindo a realização desse tipo de bateria.

Jirong Cui e colegas do Instituto de Físico-Química de Dalian, na China, conseguiram agora finalmente vencer esse desafio, e já demonstraram a viabilidade do seu eletrólito de íons hidreto em um protótipo funcional da bateria de hidrogênio.

Ainda há desafios a serem vencidos, mas a tecnologia é muito promissora.
[Imagem: Jirong Cui et al. - 10.1038/s41586-025-09561-3]

Eletrólito para bateria de hidrogênio

A equipe criou um eletrólito composto, seguindo uma arquitetura núcleo-casca, onde uma fina camada externa de hidreto de bário (BaH₂) encapsula um núcleo de hidreto de cério (CeH₃) - o composto é chamado CeH₃@BaH₂.

Essa estrutura aproveita a alta condutividade de íons hidreto do CeH₃ e a estabilidade do BaH₂, permitindo a rápida condução de íons hidreto à temperatura ambiente, juntamente com alta estabilidade térmica e eletroquímica.

Os pesquisadores construíram um protótipo de bateria de íons hidreto totalmente de estado sólido usando o hidreto de alumínio e sódio (NaAlH₄), um material clássico de armazenamento de hidrogênio, como componente ativo do cátodo. O eletrodo positivo da bateria apresentou uma capacidade de descarga inicial de 984 mAh/g à temperatura ambiente.

Em uma configuração empilhada, a tensão operacional atingiu 1,9 V, alimentando uma lâmpada de LED, apontando para aplicações práticas. A durabilidade, contudo, ainda é um problema, com a capacidade de armazenamento caindo para 402 mAh/g após apenas 20 ciclos.

Densidade altíssima

É apenas o primeiro protótipo, que deverá melhorar muito com a pesquisa de novos materiais e novas combinações de eletrólitos e eletrodos.

E vale a pena. O hidrogênio é o elemento mais abundante do Universo, tornando-o potencialmente muito barato e virtualmente inesgotável, ao contrário do lítio. Além disso, o íon hidreto é extremamente leve, o que abre caminho para que as baterias atinjam uma densidade de energia altíssima - ou seja, armazenar mais energia em menos peso.

A segurança é outro ponto-chave. Diferente das baterias de íons lítio, as baterias de hidreto podem ser projetadas para serem mais estáveis e menos propensas a reações perigosas.

Mas também há riscos, já que os íons hidreto têm uma altíssima reatividade. Por ser um íon negativo com um elétron extra, ele é extremamente instável e propenso a reagir com outros materiais, exigindo seu encapsulamento em outros compostos, como a equipe chinesa fez agora.

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