Cinquenta anos depois: o improvável nascimento do lítio

Carlos Murray | 04 de novembro de 2022

Levou apenas três meses no outono de 1972 para Stanley Whittingham evocar o conceito da bateria que mudou o mundo. Whittingham, um químico de 31 anos formado em Oxford, pensou ter visto uma revolução técnica no horizonte.

Cinquenta anos depois, a história do nascimento de sua bateria parece improvável. Whittingham era jovem, recém-saído de um programa de pós-doutorado na Universidade de Stanford e trabalhando para a Exxon Corp. em Nova Jersey. Ironicamente, seu conceito de bateria não beneficiaria a Exxon. Suas primeiras aplicações incluiriam filmadoras, laptops e telefones celulares, nenhum dos quais tinha ligação remota com a Exxon. Mais tarde, seu conceito acabaria impulsionando carros elétricos em todo o mundo, servindo como concorrente direto do petróleo da Exxon. Em retrospecto, parece impossível que a Exxon pudesse ter apoiado tal pesquisa. Mas aconteceu.

O trabalho de Whittingham na Exxon avançou rapidamente. Ele ingressou na empresa em setembro de 1972 e, em poucas semanas, começou a trabalhar em um conceito que havia estudado em Stanford. O conceito envolvia a inserção de íons na rede atômica de certos metais e a extração desses íons. Foi chamado de intercalação (pronuncia-se "in-TURK-a-lay-shun"). "Eu disse: 'Ei, podemos armazenar energia aqui", lembrou ele no livro Long Hard Road: The Lithium-Ion Battery and the Electric Car. "E foi aí que entramos nos estudos eletroquímicos e depois nas baterias."

Ele decidiu construir uma bateria usando materiais de intercalação em ambos os eletrodos. Primeiro, ele considerou uma variedade de compostos em camadas e escolheu o titânio para o cátodo da bateria. Então veio a decisão que mudou a história da ciência. Para um ânodo, ele inicialmente examinou o potássio, mas decidiu que era muito perigoso. Ele logo se decidiu por um metal macio, prateado e leve... lítio. Por fim, ele usaria lítio no ânodo da bateria e depois em seu eletrólito. Os resultados foram surpreendentes. Enquanto as melhores baterias da época operavam a 1,3 volts, esta nova bateria oferecia 2,4 volts. E, graças à ciência da intercalação, era recarregável. Versões funcionais da bateria de dissulfeto de titânio e lítio de Whittingham foram concluídas em dezembro de 1972.

Um mês depois, Whittingham foi convocado pelos gerentes corporativos da Exxon para seus escritórios na cidade de Nova York. "Pediram-me que falasse com um subcomitê do conselho da Exxon e explicasse o que estava fazendo", lembrou Whittingham. "Alguém da pesquisa contou a eles o que estava acontecendo", disse ele em Long Hard Road. "Então eu fui lá e expliquei - cinco minutos, dez no máximo. E em uma semana eles decidiram, sim, eles queriam investir nisso."

Que a Exxon tenha investido em uma tecnologia que competiria com o petróleo agora parece incrível. Mas o mundo era diferente em 1972. O consenso científico da época sustentava que a Terra ficaria sem petróleo em 50 anos. Em 2000, disseram os cientistas, a disponibilidade de petróleo estaria em sério declínio. Além disso, a cultura da pesquisa corporativa era diferente em 1972. Grandes empresas, como a Exxon, acreditavam profundamente no conceito de pesquisa fundamental — ciência pela ciência. Artigos científicos e patentes eram o objetivo. Se um avanço fosse feito, presumia-se que a empresa descobriria como se beneficiar disso.

Esse foi o caso de Whittingham. Ele foi encorajado a seguir em frente. Ele o fez, e a Exxon solicitou uma patente na Bélgica em 1973. Quando uma crise do petróleo atingiu os Estados Unidos em 1973, o senso de urgência da Exxon aumentou. Em 1975, seus advogados estavam entrando com um pedido de patentes americanas para a bateria de Whittingham.

Para ter certeza, a bateria de Whittingham não era chamada de íon-lítio, nem usava a mesma química dos produtos atuais. Mas operava com o mesmo mecanismo fundamental – íons de lítio inseridos em um eletrodo hospedeiro. Uma pequena versão de célula de botão da bateria foi fabricada e empregada em um "relógio de pulso solar perpétuo" vendido por uma empresa suíça, a Ebauches SA. Aí serviu perfeitamente. Além disso, era quase impossível olhar para esta nova bateria e não pensar num potencial futuro num carro elétrico.