Thomas Edson já andava com um carro elétrico, mais veloz que as carruagens, em 1900. Sua esperança era que todos os carros um dia fossem movidos a eletricidade
Em uma estrada de cascalho em West Orange, Nova Jersey, um carro elétrico passava acelerado pelos pedestres, alguns claramente surpresos com o interior espaçoso do veículo. Ele se deslocava com o dobro da velocidade dos carros mais convencionais que ultrapassava, levantando poeira que, talvez, fizesse cócegas no nariz dos cavalos que puxavam carruagens pela rua.
Era início dos anos 1900, e o motorista deste carro em particular era Thomas Edison. Embora os carros elétricos não fossem uma novidade na vizinhança, a maioria deles dependia de baterias pesadas de chumbo-ácido. Edison equipou seu carro com um novo tipo de bateria e esperava que, em breve, veículos em todo o país a utilizassem: uma bateria de níquel-ferro.
Com base no trabalho do inventor sueco Ernst Waldemar Jungner, que foi o primeiro a patentear uma bateria de níquel-ferro em 1899, Edison se dedicou a aprimorar a bateria para uso em automóveis. O inventor americano afirmou que a bateria de níquel-ferro era incrivelmente resistente e podia ser carregada duas vezes mais rápido que as baterias de chumbo-ácido. Ele tinha até um acordo com a Ford Motors para produzir esse veículo elétrico supostamente mais eficiente.
Mas a bateria de níquel-ferro apresentava algumas questões que precisavam ser resolvidas. Era maior do que as baterias de chumbo-ácido mais amplamente utilizadas e mais caras. Além disso, quando estava sendo carregada, liberava hidrogênio, o que era considerado um incômodo e poderia ser perigoso. Infelizmente, na época em que Edison conseguiu aperfeiçoar o protótipo, os veículos elétricos estavam saindo de linha em prol dos veículos movidos a combustível fóssil, capazes de percorrer distâncias maiores antes de precisar reabastecer ou recarregar.
O acordo de Edison com a Ford Motors caiu no esquecimento, embora sua bateria continuasse a ser usada em certos nichos, como para sinalização ferroviária, onde seu tamanho volumoso não era um obstáculo. Porém, mais de um século depois, engenheiros redescobriram a bateria de níquel-ferro como uma espécie de diamante bruto. Agora, ela está sendo estudada como uma resposta a um desafio persistente para as energias renováveis: suavizar a natureza intermitente das fontes de energia limpa, como eólica e solar. E o hidrogênio, outrora considerado um subproduto preocupante, pode vir a ser um dos aspectos mais úteis a respeito dessas baterias.
Em meados de 2010, uma equipe de pesquisa da Universidade de Tecnologia de Delft, na Holanda, se deparou com um uso para a bateria de níquel-ferro baseado no hidrogênio produzido. Quando a eletricidade passa pela bateria ao ser recarregada, ela sofre uma reação química que libera hidrogênio e oxigênio. A equipe reconheceu que a reação se assemelha à usada para liberar hidrogênio na água, conhecida como eletrólise.
Essa reação de divisão da água é uma maneira pela qual se produz hidrogênio para uso como combustível — e um combustível totalmente limpo, desde que a energia usada para impulsionar a reação seja de uma fonte renovável. Embora a equipe soubesse que os eletrodos da bateria de níquel-ferro fossem capazes de dividir a água, ela ficaram surpresa ao ver que os eletrodos começaram a ter armazenamento de energia maior do que antes de o hidrogênio ser produzido. Em outras palavras, se tornou uma bateria melhor quando também foi usada como eletrolisador. Chamaram-na de battolyser.
Um dos maiores desafios das fontes de energia renováveis, como eólica e solar, é o quão imprevisíveis e intermitentes elas podem ser. No caso da solar, por exemplo, você tem um excedente de energia produzido durante o dia e no verão, mas à noite e nos meses de inverno, o fornecimento diminui. As baterias convencionais, como aquelas à base de lítio, podem armazenar energia no curto prazo, mas quando estão totalmente carregadas, precisam liberar qualquer excesso ou podem superaquecer e degradar. O battolyser de níquel-ferro, por outro lado, permanece estável quando está totalmente carregado, momento em que pode fazer a transição para produzir hidrogênio.
Além de criar hidrogênio, as baterias de níquel-ferro apresentam outras características úteis. Em primeiro lugar, requerem uma manutenção excepcionalmente baixa. São extremamente duráveis, como Edison provou em seu primeiro carro elétrico, e sabe-se que algumas podem durar mais de 40 anos. Os metais necessários para fabricar a bateria — níquel e ferro — também são mais comuns do que, digamos, o cobalto, utilizado para produzir baterias convencionais. Isso significa que o battolyser pode ter outro possível papel no que se refere à energia renovável: ajudá-la a se tornar mais rentável. Como em qualquer outro setor, os preços das energias renováveis flutuam com base na oferta e na demanda.
O battolyser não está sozinho nesse aspecto. Eletrolisadores alcalinos mais tradicionais, acoplados a baterias, também podem desempenhar essa função e são amplamente utilizados na indústria de produção de hidrogênio. E embora o hidrogênio seja o produto direto do battolyser, outras substâncias úteis também podem ser geradas a partir dele, como amônia ou metanol, que são normalmente mais fáceis de armazenar e transportar.
Atualmente, o maior battolyser que existe é de 15kW/15kWh e tem bateria com capacidade suficiente e armazenamento de hidrogênio de longo prazo para abastecer 1,5 domicílio. Uma versão maior de um battolyser de 30kW/30kWh está sendo desenvolvida na estação de energia Magnum, em Eemshaven, na Holanda, onde fornecerá hidrogênio suficiente para satisfazer as necessidades da usina. Depois de passar por testes rigorosos lá, o objetivo é ampliar ainda mais sua escala, e distribuir o battolyser para produtores de energia verde, como parques eólicos e solares.
