Há um rápido avanço na tecnologia de baterias, à medida que os pesquisadores se esforçam para descobrir a próxima era de armazenamento de energia sustentável. A bateria ideal deve possuir uma vida útil longa, uma capacidade de energia notável e um processo de produção simplificado. Tendo isso em mente, eles estão desenvolvendo baterias de íons de sódio que podem revolucionar as energias renováveis. Sal e biomassa da indústria florestal são a matéria-prima para essas baterias.
Os pesquisadores da Universidade Chalmers decidiu estudar baterias de íons de sódio, que usam sódio em vez de lítio. Em sua pesquisa mais recente, eles conduziram uma avaliação abrangente do ciclo de vida dessas baterias. O estudo se concentrou em analisar as implicações ambientais e de recursos gerais das baterias, começando pela extração de matérias-primas até os estágios finais de fabricação. Eles descobriram que as baterias de íons de sódio têm o mesmo impacto climático que as baterias de íons de lítio, mas sem o risco de escassez de matéria-prima.
Rickard Arvidsson, Professor Associado de Análise de Sistemas Ambientais na Chalmers diz, “Chegamos à conclusão de que as baterias de íons de sódio são muito melhores do que as baterias de íons de lítio em termos de impacto na escassez de recursos minerais e equivalentes em termos de impacto climático. Dependendo do cenário que você analisa, elas acabam entre 60 e pouco mais 100 quilos de equivalentes de dióxido de carbono por quilowatt-hora de capacidade teórica de armazenamento de eletricidade, o que é menor do que o relatado anteriormente para esse tipo de bateria de íons de sódio. É claramente uma tecnologia promissora.”
Além disso, os pesquisadores encontraram diversas estratégias potenciais para minimizar ainda mais o impacto climático, incluindo o desenvolvimento de um eletrólito mais ecológico, que contribuiu significativamente para o impacto geral da bateria.
Sobre o estudo
Este estudo analisa o impacto ambiental e de recursos de dois tipos de células de bateria de íons de sódio. Ele considera todo o ciclo de vida das baterias, desde a extração das matérias-primas até a fabricação das células. O estudo se concentra em uma unidade funcional de 1 kWh de capacidade teórica de armazenamento de eletricidade no nível da célula. Ambos os tipos de células de bateria dependem principalmente de matérias-primas prontamente disponíveis.
O ânodo consiste em carbono durável derivado de lignina de base biológica ou de recursos fósseis. O cátodo é composto por um mistura especial chamado branco da Prússia, consistindo de sódio, ferro, carbono e nitrogênio. O eletrólito compreende um Sal de sódio, especialmente projetado para produção futura e extensiva. Duas misturas distintas de eletricidade foram examinadas, junto com dois tipos diferentes de métodos de alocação para recursos e emissões.
- Um onde os efeitos ambientais e de recursos são repartidos entre co-produtores com base na produção em massa
- Outro método aloca todo o impacto ao produto principal, incluindo a bateria de íons de sódio, juntamente com seus componentes e materiais.
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Necessidade de baterias de íons de sódio
O professor Rickard Arvidsson disse: “Os materiais que usamos nas baterias do futuro serão importantes para podermos mudar para energia renovável e uma frota de veículos sem combustíveis fósseis.”
De acordo com o eBook da Digibee Lei de Matérias-Primas Críticas da Comissão Europeia, a demanda por materiais críticos para baterias brutas deve aumentar tremendamente. Isso é esperado, pois os países europeus estão rapidamente fazendo a transição para veículos elétricos e sistemas de energia renovável.
Baterias de íons de sódio que podem revolucionar as energias renováveis, pois atender às demandas da transição verde exigirá maior produção local de baterias. Também aumentará a demanda por outras tecnologias inovadoras livres de combustíveis fósseis e um fornecimento constante de matérias-primas. No entanto, essa produção representa um risco significativo de interrupções no fornecimento devido às fontes limitadas de matérias-primas.
“Baterias de íons de lítio estão se tornando uma tecnologia dominante no mundo, e elas são melhores para o clima do que a tecnologia baseada em fósseis, especialmente quando se trata de transporte. Mas o lítio representa um gargalo. Você não pode produzir baterias baseadas em lítio na mesma taxa que você quer produzir carros elétricos, e os depósitos correm o risco de se esgotarem a longo prazo. Além disso, a extração de componentes essenciais de baterias, como lítio e cobalto, é predominantemente concentrada em locais globais limitados. Essa concentração representa uma ameaça significativa ao fornecimento geral,” acrescentou o Prof. Rickard.
fonte: Eficiência de recursos e respeito ao clima com baterias de íons de sódio
