A tendência no aumento da frota de veículos elétricos e híbridos e demanda por baterias mais potentes e de longa duração para as aplicações em dispositivos inteligentes e internet das coisas vêm incentivando pesquisa e desenvolvimento em baterias eficientes. E esse tipo de iniciativa está ocorrendo no Brasil, principalmente com relação a baterias de lítio, e pode ser uma porta para profissionais de Engenharia de diversos segmentos.

Por que o interesse no lítio?

O mérito do lítio é voltado para o fato de ser um metal leve
e de alta densidade energética. Isso significa que ele é capaz de acumular mais
energia em um menor espaço, se comparado, por exemplo, às baterias de
níquel-cádmio usadas nos primeiros celulares, ou às baterias automotivas de
chumbo-ácido, empregadas no acionamento de motores de veículos a combustão.

Lítio-íon no Brasil

Com relação às baterias de lítio-íon, há uma combinação em que o ânodo (o polo negativo) é constituído de carbono grafite e o cátodo (polo positivo) é feito com óxido de lítio e uma mistura de metais, dentre os quais níquel, manganês e cobalto. O meio onde os átomos e íons se movem, isto é, o eletrólito, é composta de solventes orgânicos e sais de lítio.

O Grupo Moura, que tradicionalmente fabrica baterias de
chumbo, também resolveu incluir o viés das baterias de lítio na sua produção,
na sua sede em Belo Jardim (PE). A primeira versão é para atender
empilhadeiras. Além disso, o Grupo Moura fechou parceria com a empresa
americana Xalt Energy, que possui a tecnologia voltada principalmente para
veículos pesados e, com isso, já fechou um contrato com a fabricante paulista Eletra, para o mercado de ônibus.

Baterias de lítio-enxofre

Uma vertente em tendência é a das baterias de lítio-enxofre (Li-S), que a gente já comentou por aqui. E adivinhem: a primeira fábrica de baterias Li-S em escala industrial do mundo vai ser da Oxis Brasil. Isso deriva de um projeto da Companhia de Desenvolvimento de Minas Gerais (Codemge), que fechou um acordo em 2018 com a companhia inglesa Oxis Energy e atrai investimentos (e profissionais!) para o setor.

A companhia Oxis Energy prevê o uso de lítio metálico no
ânodo, substituindo o carbono grafite, e uma combinação de enxofre e carbono no
cátodo. No caso, a empresa desenvolveu uma tecnologia própria para o eletrólito
e o cátodo, reduzindo as temperaturas atingidas em situações de estresse,
propiciando maior segurança de operação. Outra vantagem se volta para a
densidade energética. Enquanto
as de lítio-íon concentram no máximo 240 Wh/kg, as de lítio-enxofre armazenam
450 Wh/kg. Na prática, isso embute mais autonomia para os veículos que as
empreguem, por tornar possível construir baterias menores e mais leves,
concentrando mais energia.

Lítio e
óxidos de nióbio e titânio

Em 2018, a Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração (CBMM) e a Toshiba firmaram parceria para desenvolver baterias de lítio com anodos de óxidos mistos de nióbio e titânio (ONT). A presença do nióbio nas baterias de lítio promove maior segurança e durabilidade, pois permite armazenar mais lítio em relação às baterias com ânodos com grafite. Outra vantagem dessa modalidade é a maior velocidade de recarga. A parceria dessas empresas envolve investimentos para uma fábrica-piloto a ser erguida no Japão e a expectativa é que a produção para atender à indústria seja em torno de dois anos.

A perspectiva

As derivações das baterias de lítio estão em desenvolvimento
e não em produção em larga escala, mas isso não significa que o Brasil não deve
se manifestar. Pelo contrário: estar presente no cenário de desenvolvimento
garante autonomia em ciência e pesquisa e ainda inclui a demanda das condições
de trabalho do Brasil nesse setor.

A gente fica de olho para oportunidades em diversos
segmentos da Engenharia: desde química até a mecânica e dá muito apoio para
essas parcerias.

Referências: Revista FAPESP.

Kamila Jessie

Doutoranda e mestre em Engenharia Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo, é formada em Engenharia Ambiental e Sanitária.