O cálcio quer derrubar o lítio: esta nova bateria já supera 1.000 ciclos

Nos últimos anos, as baterias de sódio começaram a ganhar destaque como uma das alternativas mais interessantes para reduzir a dependência das baterias de lítio. Mas elas não são as únicas. O cálcio também está se destacando como possível substituto para o armazenamento de energia, e um novo estudo de pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong e da Universidade Jiao Tong de Xangai acaba de alcançar um avanço especialmente significativo.

O principal problema das baterias de cálcio até agora residia em fazer com que os íons de cálcio se movessem com suficiente facilidade pelo interior da bateria. A isso se somava outra dificuldade importante: manter um desempenho estável após muitos ciclos de carga e descarga. O novo trabalho aborda exatamente esses dois problemas por meio do desenvolvimento de um novo eletrólito do tipo quase sólido.

A chave está em materiais conhecidos como estruturas orgânicas covalentes com atividade redox, que possuem uma estrutura porosa e rica em grupos carbonilo. De forma mais simples, os pesquisadores criaram uma espécie de rede interna que facilita o movimento dos íons de cálcio dentro da bateria. É precisamente esse movimento que, até agora, limitava seriamente o desenvolvimento dessa tecnologia.

Os resultados obtidos em laboratório são bastante impressionantes. A célula completa desenvolvida pela equipe alcançou uma capacidade específica reversível de 155,9 mAh/g, ao mesmo tempo em que conseguiu manter mais de 74,6% de sua capacidade após 1.000 ciclos de carga e descarga, operando com uma corrente elevada. Para uma tecnologia que ainda está em fase de pesquisa, trata-se de um resultado significativo.

O trabalho foi desenvolvido em conjunto por pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong e da Universidade Jiao Tong de Xangai, e foi publicado na revista científica Advanced Science. O estudo foi inicialmente divulgado em novembro de 2025 e posteriormente incluído no volume de 2026 da publicação.

O cálcio busca se tornar uma alternativa real para as baterias

O interesse pelo cálcio não é casual. Trata-se de um elemento muito abundante na Terra e muito mais disponível que o lítio, o que abre caminho para a fabricação de sistemas de armazenamento utilizando matérias-primas potencialmente mais fáceis de obter. De acordo com as informações divulgadas pela própria universidade, o cálcio possui uma abundância na Terra muito superior à do lítio, um dos argumentos que explicam o crescente interesse por essa tecnologia.

Além disso, as baterias de cálcio apresentam algumas características eletroquímicas que as tornam especialmente interessantes para o armazenamento de energia. O problema é que uma coisa é ter um material abundante e outra muito diferente é conseguir uma bateria capaz de competir em desempenho, durabilidade e custo com as atuais baterias de lítio.

É aí que entra o novo eletrólito desenvolvido pelos pesquisadores. As estruturas utilizadas formam canais internos que permitem transportar os íons de cálcio de maneira muito mais eficiente. Nos testes realizados em temperatura ambiente, foi alcançada uma condutividade iônica de 0,46 mS/cm e um número de transferência de cálcio de 0,532.

O que é realmente importante é que o avanço não se limitou a um teste isolado de materiais. A equipe conseguiu montar uma célula completa de bateria de cálcio e verificar seu comportamento ao longo de centenas de ciclos. Manter mais de 74,6% da capacidade após 1.000 ciclos representa um passo à frente em relação a alguns dos principais problemas que até agora têm dificultado o desenvolvimento dessa tecnologia.

Isto não significa, de forma alguma, que veremos em breve carros elétricos com baterias de cálcio. Ainda faltam muitos passos antes que seja possível transferir esses resultados de laboratório para uma bateria comercial, especialmente em aspectos como densidade energética, potência, desempenho em diferentes temperaturas, fabricação em larga escala, custo e durabilidade em condições reais.

Mas o resultado realmente demonstra que as baterias de cálcio começam a superar alguns dos obstáculos fundamentais que existiam até então. E isso pode ser especialmente interessante em aplicações onde o custo e a disponibilidade das matérias-primas têm grande importância, desde o armazenamento estático associado às energias renováveis até, potencialmente, os carros elétricos no futuro.

Na verdade, a própria Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong visa aplicações que vão desde sistemas de armazenamento de energia renovável até carros elétricos. O objetivo não é substituir as baterias de lítio amanhã, mas sim demonstrar que existem caminhos alternativos capazes de oferecer um desempenho suficientemente alto para justificar novas pesquisas.

E aqui está provavelmente a parte mais interessante. A corrida para encontrar a bateria do futuro não se limita a uma única tecnologia. Sódio, cálcio, baterias com eletrólito sólido e outras soluções estão avançando em paralelo. Algumas acabarão tendo um papel importante nos carros elétricos, enquanto outras podem encontrar seu lugar no armazenamento de eletricidade.

Por enquanto, a bateria de cálcio desenvolvida por esses pesquisadores é apenas um protótipo de laboratório. No entanto, o fato de terem conseguido combinar um eletrólito quase sólido capaz de facilitar o movimento dos íons de cálcio com uma vida útil de 1.000 ciclos demonstra que essa química não pode mais ser considerada apenas uma alternativa teórica. O cálcio começa a bater seriamente à porta das baterias de próxima geração.

Fonte | Advanced

Pontos-chave

Pesquisadores de Hong Kong e Xangai desenvolveram uma nova bateria de cálcio.

Ela utiliza um eletrólito quase sólido baseado em estruturas orgânicas covalentes.

A nova estrutura facilita o movimento dos íons de cálcio.

A célula alcançou uma capacidade específica reversível de 155,9 mAh/g.

Mantém mais de 74,6% de sua capacidade após 1.000 ciclos.

O cálcio é muito mais abundante que o lítio e poderia reduzir a dependência de matérias-primas mais escassas.

Ainda se trata de uma tecnologia experimental e existem desafios significativos antes de sua aplicação em carros elétricos.

O armazenamento estacionário e as energias renováveis poderiam ser algumas de suas primeiras aplicações.