Pesquisadores da USP usaram simulações de física quântica para investigar 22 espécies químicas e combater falhas em baterias de sódio que prometem formar camada protetora contra dendritos que reduzem a vida útil

Faça um comentário

4 min de leitura

Pesquisadores da USP usaram simulações de física quântica para investigar 22 espécies químicas e combater falhas em baterias de sódio que prometem formar camada protetora contra dendritos que reduzem a vida útil

Escrito por Flavia Marinho

Publicado em 13/10/2026 às 10:01

Atualizado em 13/10/2026 às 10:47

Energia Renovável

Grupo

Seja o primeiro a reagir!

Prefira o CPG no Google

Pesquisadores do CINE e da USP simularam 22 espécies químicas em superfícies de sódio e identificaram caminhos para proteger baterias contra dendritos. A pesquisa pode orientar testes futuros de armazenamento renovável.

Pesquisadores brasileiros usaram simulações de física quântica para investigar como 22 espécies químicasinteragem com superfícies de sódio metálico e podem ajudar a evitar um problema que prejudica baterias: o crescimento de estruturas em forma de agulha, chamadas dendritos. O trabalho, conduzido no Centro de Inovação em Novas Energias (CINE) e divulgado pela FAPESP em outubro de 2026, identifica combinações de materiais que poderão orientar testes futuros de baterias mais seguras e duradouras.

A equipe contou com pesquisadores do Instituto de Química de São Carlos, da Universidade de São Paulo (IQSC-USP), e investigou as reações que ocorrem entre o eletrólito e o ânodo, uma parte fundamental da bateria. O estudo traz recomendações sobre os materiais que podem formar uma proteção mais estável, sem apresentar ainda uma bateria comercial pronta.

Agulhas de sódio crescem quando a camada que protege a bateria falha

Durante a operação de uma bateria, reações químicas criam uma película muito fina na superfície do ânodo. Essa camada é chamada SEI, sigla em inglês para interface de eletrólito sólido. Quando é uniforme e resistente, ajuda a limitar reações indesejadas enquanto permite a passagem dos íons necessários à carga e à descarga.

ARTIGO CONTINUA ABAIXO

Veja também

Uma camada frágil, porém, pode rachar e se formar de maneira irregular. Surgem então pequenos prolongamentos metálicos, os dendritos, associados à degradação e a riscos de segurança do equipamento. Melhorar essa película é uma das dificuldades para ampliar a confiabilidade de tecnologias baseadas em sódio.

Equipe da USP colocou defeitos em superfície virtual e testou 22 espécies químicas

O estudo liderado pelo professor Juarez Lopes Ferreira da Silva criou, no computador, um modelo de ânodo de sódio metálico com pequenas depressões e aglomerados de átomos. Os cientistas simularam então a aproximação de 22 espécies químicas encontradas em formulações de eletrólitos.

Tapasendra Adhikary, pesquisador de pós-doutorado no IQSC-USP e primeiro autor do artigo científico, explicou que as irregularidades funcionam como pontos de maior atividade química. Uma molécula pode se prender com mais intensidade a uma saliência do que a uma região plana. Esse comportamento muda a maneira como a proteção inicial da bateria se forma.

Fluoreto de sódio pode ajudar a fechar os pontos mais vulneráveis

As simulações permitiram identificar uma estratégia para a escolha dos eletrólitos. Os pesquisadores recomendam avaliar sais que liberem fluoreto, porque essa espécie química interage fortemente com os pontos mais reativos do ânodo. A reação pode favorecer a formação de uma camada inorgânica de fluoreto de sódio, capaz de proteger áreas vulneráveis contra o início de formação dos dendritos.

Outra orientação é estudar a combinação desses sais com solventes de carbonato cíclico. A proposta busca criar uma película protetora rica em fluoreto e carbonato exatamente onde a superfície metálica apresenta maior atividade química.

Modelos com eletrodos perfeitamente lisos podem esconder pontos de falha

A pesquisa mostrou que simular uma superfície plana demais pode afastar o resultado das condições encontradas em um ânodo real. É nas pequenas imperfeições que determinadas moléculas reagem mais fortemente, criando caminhos diferentes para o crescimento da camada protetora.

O próximo passo para transformar essas orientações em melhoria de produto envolve formular eletrólitos e avaliá-los em células experimentais. O trabalho divulgado em 2026 é uma investigação computacional em escala atômica, voltada à escolha de materiais e à compreensão das reações iniciais.

Sódio abundante interessa especialmente a grandes sistemas de armazenamento

Baterias de sódio atraem pesquisadores porque a matéria-prima está distribuída mais amplamente pelo planeta do que o lítio. Uma limitação atual é a densidade de energia menor, que exige mais massa ou volume para armazenar a mesma quantidade de eletricidade em muitas configurações. Para sistemas estacionários que acompanham parques solares e eólicos, peso e espaço podem ter importância diferente da que possuem nos automóveis.

O CINE foi constituído em 2018 com apoio da FAPESP e da Shell, com participação de instituições como USP, Unicamp e UFSCar. O artigo científico foi publicado no volume 745 da revista Applied Surface Science, com a identificação 167352 e o título First-principles study of chemical species adsorption and solid electrolyte interphase formation on defective sodium metal anodes. Integram a autoria Tapasendra Adhikary, Iván Ornelas-Cruz, Tuanan C. Lourenço, Sara Barati, Luís G. Dias e Juarez L. F. Da Silva.

O resultado fornece um caminho para as próximas pesquisas com materiais e protótipos; a durabilidade de uma bateria fabricada com essas combinações ainda precisará ser demonstrada experimentalmente. Você acredita que baterias de sódio poderão ganhar espaço no armazenamento de energia renovável? Deixe sua opinião e compartilhe esta reportagem com quem acompanha a pesquisa brasileira.