Fabrício Mainenti
RedatorAs baterias de carros elétricos dependem de materiais críticos como lítio e cobalto, cuja extração é cara, dispendiosa e pouco ecológica. A pesquisa de alternativas é, portanto, vital em um futuro cada vez mais definido pela eletricidade, e as baterias à base de enxofre oferecem um excelente exemplo.
Um de seus componentes mais eficazes pode ser o carvão ativado, e pesquisadores da Universidade de Córdoba descobriram uma maneira de produzi-lo utilizando um resíduo abundante e indesejado: o lodo de esgoto. Se padronizado, isso resolveria dois problemas de uma só vez, já que se estima que a Espanha gere um milhão de toneladas desse resíduo seco anualmente.
Da estação de tratamento de esgoto ao coração da bateria
Este é o trabalho de pesquisadores do Instituto Químico de Energia e Meio Ambiente (IQUEMA) da Universidade de Córdoba. Longe de ser teórico, eles testaram seu sistema na estação de tratamento de esgoto de Villaviciosa, administrada pela EMPROACSA, na província de Córdoba.
"Este é um grande avanço alcançado utilizando um resíduo que considerávamos problemático", destacam.
O trabalho deles complementa o do Departamento de Química Inorgânica e Engenharia Química da Universidade de Córdoba, que atualmente pesquisa baterias de lítio-enxofre. Eles enfrentam desafios como a otimização de eletrodos que prometem ser mais sustentáveis e menos dispendiosos.
Do efluente da estação de tratamento de esgoto ao carvão ativado
Este projeto se baseia em uma tecnologia biológica chamada "Biodiscos", que já está em uso nesta estação de tratamento de efluentes. Partindo do lodo, um material pastoso e malcheiroso gerado na estação, ele passa por um processo químico e térmico que o transforma em carvão ativado, a matriz condutora das baterias de enxofre.
Para isso, o lodo é primeiro seco e, em seguida, adiciona-se um agente químico (potássio) para modificar sua estrutura, tornando-o um material mais poroso. O material resultante passa por um tratamento de pirólise termoquímica em um forno a 800 °C, que transforma a matéria orgânica em carbono. Em um moinho de bolas, esse carbono é misturado com enxofre, criando uma composição química pronta para ser incorporada aos eletrodos por meio do processo padrão de fabricação de baterias.
Baterias de enxofre substituindo baterias de íon-lítio?
Este trabalho, segundo os autores, demonstra o potencial de como o lixo urbano pode se tornar um recurso estratégico para a transição energética. Ele também abre caminho para novas pesquisas com o objetivo de valorizar o lodo de esgoto como matéria-prima para tecnologias de armazenamento de energia de menor custo.
Diz-se que as baterias de lítio-enxofre são capazes de triplicar a capacidade de armazenamento de uma bateria de íon-lítio convencional. Elas também prometem ser mais fáceis de reciclar. Seu maior problema é a baixa condutividade do enxofre para o cátodo, o que exige matrizes caras. É justamente isso que este processo resolve, obtendo carvão ativado a partir do lodo de esgoto.
No entanto, esses tipos de baterias enfrentam outros desafios, como a degradação do cátodo após muitos ciclos de carga e descarga e sua estabilidade a longo prazo. Portanto, mais pesquisas são necessárias antes que essas baterias possam realmente substituir as baterias de íon-lítio em carros elétricos.
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