A busca pela bateria verde”

A busca pela bateria verde”

AUTOMOTIVE.AT: A maioria das baterias para carros elétricos são agora desenvolvidas e produzidas na Ásia. Conseguirá a Europa acompanhar o ritmo da inovação no Extremo Oriente?

BOSCHIDAR GANEV: Na verdade, a indústria automóvel europeia ainda depende fortemente das importações de baterias para veículos provenientes da Ásia. A UE pretende, portanto, criar a sua própria produção de baterias que combine desempenho, sustentabilidade e conservação de recursos no espírito do Pacto Ecológico. Estas baterias serão de particular interesse para os fabricantes que pretendem publicitar os seus veículos não só em termos de desempenho e autonomia, mas também em termos de respeito pelo ambiente e pelo clima e utilizar uma bateria o mais adequada possível ao contexto europeu. A visão alvo inclui: bateria fabricada na Europa, com a maior proporção possível de energia renovável / transparência relativamente à composição e origem dos materiais / minimização de matérias-primas críticas / bom desempenho na “primeira” vida, ou seja, quando utilizada num veículo ou aeronave / possibilidade de utilização subsequente numa “segunda” vida, por exemplo como armazenamento estacionário. Por último, mas não menos importante, existe a reciclabilidade comprovada quando a bateria finalmente atinge o fim da sua vida útil.

O que o projeto HighSpin da AIT pode contribuir para isso?

O consórcio HighSpin, liderado pela AIT, é composto por 13 parceiros de oito países europeus. A Comissão da UE reconheceu a necessidade de produção sustentável de baterias já em 2017. O objetivo de desenvolver uma química celular inovadora é, portanto, utilizar matérias-primas menos críticas e, ao mesmo tempo, cumprir os princípios da economia circular. Acima de tudo, queremos substituir a matéria-prima cobalto, que é extraída em condições desumanas e prejudiciais ao ambiente, principalmente no Congo, por matérias-primas menos críticas. No projeto HighSpin, também estamos testando dois processos de reciclagem diferentes que podem ser usados ​​para extrair metais de alta qualidade de células usadas para a produção de células novas.

Quais são as características especiais desta química celular?

Atualmente estamos trabalhando no desenvolvimento de um ânodo feito de silício/grafite e um cátodo feito de óxido de lítio-níquel-manganês. A célula de bateria inovadora deve atingir o maior número possível de ciclos de carregamento e, ao mesmo tempo, ser adequada para aplicações de segunda vida e para reciclagem eficiente. O foco também está na escalabilidade da produção de células, porque os protótipos desenvolvidos em laboratório deverão poder ser produzidos industrialmente em massa com o mínimo de esforço possível.

Que densidade de energia e vida útil terão os dispositivos de armazenamento de energia “verdes” desenvolvidos em High Spin?

Nosso principal objetivo é realizar uma célula com densidade de energia de 390 Wh/kg e vida útil de pelo menos 2.000 ciclos de carga. O foco do nosso trabalho de pesquisa está no desenvolvimento de materiais e na coordenação otimizada dos eletrodos e eletrólitos feitos a partir deles. Para os eletrodos, estamos pesquisando estruturas inovadoras de revestimento 3D para aumentar a densidade de potência. Em seguida, otimizamos a arquitetura das células desenvolvidas desta forma para os respectivos requisitos dos veículos e aeronaves e as testamos em demonstradores de módulos.

Quanto esforço será necessário para produzir estas células em escala industrial – será necessário construir novas fábricas de baterias para isso?  

Uma vantagem destas células de bateria de 3ª geração é o uso de eletrólitos líquidos - portanto, as instalações de produção existentes podem ser utilizadas. Em contrapartida, novos processos de produção e sistemas de fabrico devem primeiro ser desenvolvidos para baterias de estado sólido de 4ª geração, que estão atualmente a ser investigadas em todo o mundo. Esta tecnologia futura certamente vencerá a corrida a médio e longo prazo, mas provavelmente levará muitos anos para chegar lá. Entretanto, as baterias com eletrólitos líquidos desenvolvidas no projeto HighSpin poderão dar um contributo valioso para a sustentabilidade da eletromobilidade.

Quando as baterias “verdes” estarão prontas para produção em série?

Nosso projeto de pesquisa durará até meados de 2026. A química celular desenvolvida pela HighSpin será então testada em condições realistas e será disponibilizada à indústria. Isto desenvolve ainda mais as baterias e adapta as suas cadeias de abastecimento e instalações de produção. Dependendo da disponibilidade de matérias-primas, estimo que a produção em série será alcançada a partir de 2028 para veículos e a partir de 2030 para aeronaves.