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.
Pesquisadores da Universidade Chalmers decidiram estudar baterias de íon-sódio, que utilizam sódio em vez de lítio . Em sua pesquisa mais recente, eles realizaram uma avaliação abrangente do ciclo de vida dessas baterias. O estudo focou na análise das implicações ambientais e de recursos das baterias, desde a extração de matérias-primas até os estágios finais de fabricação. Eles descobriram que as baterias de íon-sódio têm o mesmo impacto climático que as baterias de íon-lítio, mas sem o risco de escassez de matérias-primas.
Rickard Arvidsson , professor associado de Análise de Sistemas Ambientais na Chalmers, afirma: “Chegamos à conclusão de que as baterias de íon-sódio são muito melhores do que as baterias de íon-lítio em termos de impacto na escassez de recursos minerais e equivalentes em termos de impacto climático. Dependendo do cenário analisado, elas apresentam emissões entre 60 e pouco mais de 100 quilogramas de dióxido de carbono equivalente 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 íon-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 demonstrou contribuir 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 baterias de íon-sódio . Considera todo o ciclo de vida das baterias, desde a extração das matérias-primas até a fabricação das células. O estudo concentra-se em uma unidade funcional de 1 kWh de capacidade teórica de armazenamento de eletricidade, em nível de célula. Ambos os tipos de células de bateria dependem principalmente de matérias-primas facilmente disponíveis.
O ânodo é composto de carbono durável derivado de lignina de base biológica ou de recursos fósseis. O cátodo é composto por uma mistura especial chamada branco da Prússia, constituída por sódio, ferro, carbono e nitrogênio. O eletrólito compreende um sal de sódio , especialmente desenvolvido para futura produção em larga escala. Foram examinadas duas matrizes energéticas distintas, juntamente com dois métodos diferentes de alocação de 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 afirmou: "Os materiais que utilizarmos nas baterias do futuro serão importantes para que possamos fazer a transição para energias renováveis e para uma frota de veículos livre de combustíveis fósseis."
De acordo com a Lei de Matérias-Primas Críticas da Comissão Europeia , a procura por matérias-primas críticas para baterias deverá aumentar consideravelmente. Isto deve-se ao facto de os países europeus estarem a fazer uma transição rápida para veículos elétricos e sistemas de energias renováveis.
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.
“As baterias de íon-lítio estão se tornando uma tecnologia dominante no mundo e são melhores para o clima do que a tecnologia baseada em combustíveis fósseis, especialmente quando se trata de transporte. Mas o lítio representa um gargalo. Não é possível produzir baterias de lítio na mesma velocidade em que se produz carros elétricos, e os depósitos correm o risco de se esgotarem a longo prazo. Além disso, a extração de componentes essenciais para baterias, como lítio e cobalto, está predominantemente concentrada em locais limitados no mundo. Essa concentração representa uma ameaça significativa ao fornecimento global”, acrescentou o Prof. Rickard.
Fonte : Eficientes em termos de recursos e amigas do clima com baterias de íon-sódio
