Uma bateria capaz de entregar mais energia elétrica do que consome acaba de ser apresentada por pesquisadores de universidades chinesas, rompendo um dos dogmas mais consolidados da engenharia energética. O sistema, descrito em artigo publicado na revista Nature Communications, alcançou eficiência elétrica de até 375% e, em condições específicas, chegou a ultrapassar 400%, ao converter resíduos químicos em eletricidade utilizável.

O estudo foi liderado por cientistas da Universidade Tsinghua, em parceria com a Universidade de Shenzhen, a Universidade de Guangxi e a Universidade de Tecnologia de Taiyuan. Segundo os autores, a tecnologia inaugura uma nova classe de dispositivos chamados de baterias abertas desacopladas, capazes de integrar armazenamento de energia, geração elétrica e tratamento de resíduos em um único sistema.

“Baterias convencionais são sistemas fechados e, por definição, não podem ultrapassar 100% de eficiência elétrica. Ao permitir a entrada controlada de matéria externa de baixo custo, conseguimos ir além desse limite”, afirma Guangmin Zhou, professor da Universidade Tsinghua.

Diferentemente das baterias tradicionais, o novo sistema utiliza uma arquitetura de três potenciais eletrodinâmicos. Durante a descarga, a bateria gera eletricidade combinando zinco metálico e a redução de oxigênio do ar. Na recarga, em vez de consumir apenas energia elétrica, o sistema oxida hidrazina, um resíduo industrial tóxico presente em efluentes químicos, reduzindo drasticamente a energia necessária para o processo.

Além disso, os pesquisadores separaram fisicamente os eletrólitos da bateria, criando um gradiente químico que adiciona um ganho extra de tensão — um fenômeno conhecido como potencial de eletrodiálise reversa. O resultado é uma bateria que entrega mais energia na descarga do que recebe na carga.

Em testes laboratoriais, o dispositivo manteve operação estável por mais de 1.000 ciclos, mesmo sob cargas rápidas de até 300 miliampères por centímetro quadrado, um patamar considerado elevado para sistemas eletroquímicos avançados.

Os números apresentados no estudo explicam o impacto da descoberta:

Eficiência elétrica: até 375% em correntes moderadas e 445% em condições otimizadas

Vida útil: mais de 1.000 ciclos completos sem perda significativa de desempenho

Escala demonstrada: protótipo com 20 ampère-hora de capacidade, operando continuamente por mais de duas semanas

Redução de custos: armazenamento de 1 MWh com mais de 80% de economia em comparação com baterias convencionais

Emissões de carbono: apenas 12,7 kg de CO2 por MWh, valor inferior ao da energia solar isolada e próximo ao da eólica

“O sistema não apenas armazena energia. Ele gera eletricidade adicional enquanto trata resíduos tóxicos, o que muda completamente a lógica econômica”, explica Boran Wang, da Universidade de Guangxi, responsável pela análise tecnoeconômica do projeto.

Além do ganho energético, a bateria oferece uma solução ambiental direta. A hidrazina, usada como “combustível” na recarga, é cara e perigosa de tratar por métodos convencionais. Segundo os pesquisadores, o novo sistema pode reduzir em mais de 80% os custos associados ao tratamento desse tipo de resíduo industrial.

 Xiongwei Zhong, da Universidade de Shenzhen, 

As análises indicam que, ao ser integrada a fontes renováveis como solar e eólica, a bateria pode amplificar a eletricidade gerada, diminuindo a necessidade de grandes parques de armazenamento e reduzindo a dependência de combustíveis fósseis.

Especialistas apontam que a tecnologia representa uma virada conceitual: baterias deixam de ser apenas sistemas de armazenamento e passam a atuar como amplificadores de eletricidade, algo até então considerado impossível.

“Este trabalho representa uma transição da lógica de ‘perda inevitável de energia’ para a de ‘ganho energético controlado’”, escrevem os autores no artigo, destacando que o conceito pode ser adaptado para outros resíduos químicos além da hidrazina.

Ainda em fase experimental, a tecnologia precisará superar desafios de escala industrial e segurança. Mas, segundo os pesquisadores, os resultados já indicam um caminho promissor para sistemas energéticos mais baratos, limpos e eficientes, capazes de redefinir o papel das baterias na transição energética global.