“Gigafactories” podem um dia produzir milhões de baterias de veículos elétricos no Reino Unido. O governo já comprometeu o país a proibir a venda de novos carros com motor a gasolina e diesel até 2030, então parece que os veículos elétricos (ou VEs, como costumam ser abreviados) provavelmente substituirão grande parte da frota atual.
A montadora Nissan prometeu aumentar a produção de EV em sua fábrica de Sunderland no nordeste da Inglaterra, enquanto seu parceiro industrial está definido para construir uma fábrica de bateria elétrica nas proximidades. Enquanto isso, em Cheshire, Stellantis, dono da Vauxhall, anunciou que vai investir £ 100 milhões (US $ 139 milhões) na construção de vans e carros elétricos em sua fábrica em Ellesmere Port.
Como serão todas essas baterias? A maioria dos EVs hoje usa baterias de íon de lítio, mas elas têm uma série de limitações. Felizmente, cientistas e engenheiros estão explorando várias maneiras de superar esses desafios que podem ajudar a impulsionar a conversão de carros em eletricidade.
As baterias de íon-lítio foram comercializadas pela primeira vez pela Sony em 1991 e passaram a ser a bateria recarregável mais comum em veículos, assim como em telefones celulares e laptops. Eles são mais eficientes e têm vida útil mais longa – entre 15 e 20 anos, cerca de três vezes maior do que uma bateria tradicional de chumbo-ácido. Crucialmente, as baterias de íon de lítio armazenam mais energia e também são muito mais leves, o que significa que um veículo equipado com uma delas usa menos energia para se mover.
As baterias geram energia movendo partículas carregadas chamadas íons para trás e para frente entre dois eletrodos. Quando a bateria está carregada, os íons de lítio passam de um eletrodo de composto de óxido de metal para um eletrodo de grafite. Quando a bateria é descarregada para alimentar o carro, os íons de lítio vão para o outro lado, fazendo com que os elétrons fluam no circuito elétrico conectado.
O futuro das baterias EV
Para tornar as baterias de íon-lítio mais baratas, os cientistas da Universidade Estadual da Pensilvânia, nos Estados Unidos, estão estudando baterias de fosfato de ferro e lítio, que usam diferentes elementos de eletrodo. Este modelo de bateria é muito mais barato e seguro do que as baterias de óxido de cobalto e manganês de lítio, níquel e cobalto, e tem o potencial de alimentar um carro por 250 milhas com uma carga de apenas dez minutos.
A ansiedade em torno da faixa que os EVs totalmente carregados podem cobrir também está levando os fabricantes de automóveis a desenvolver baterias que usam um componente sólido que separa os eletrodos, em vez de um líquido. Eles são mais seguros e podem alimentar EVs a mais de 300 milhas com uma única carga.
Mas as baterias de lítio têm um problema. O lítio é um elemento relativamente raro na Terra, em comparação com a maioria dos minerais de uso comum. Conforme a demanda por baterias aumenta, o preço do lítio aumentará drasticamente. Isso levou os geólogos a procurar novas fontes de lítio em todo o mundo, muitas vezes com seus próprios custos elevados. Por exemplo, a extração de lítio das salinas do Chile consome muita água, que ali é escassa. O cobalto também é escasso em comparação com metais semelhantes como o ferro, e os minérios estão concentrados na região politicamente instável do Congo, na África.
Uma solução pode ser usar mais o que já temos. Com mais de um milhão de carros elétricos vendidos em todo o mundo em 2017, um número aumentando rapidamente, os cientistas estão estudando como reciclar o lítio em grande escala. Alguns estão considerando se as bactérias poderiam ajudá-los a conseguir isso.
No futuro, será importante projetar baterias que possam ser facilmente desmontadas, para reaproveitar os metais que contêm. O lítio também é um metal muito reativo, apresentando desafios para as pessoas encarregadas de manuseá-lo.
Existem também alternativas potenciais ao lítio. Por exemplo, as baterias de íon de sódio estão atraindo o interesse dos fabricantes de EV devido ao seu custo mais baixo. Eles funcionam de forma semelhante às baterias de íon de lítio, mas o sódio é mais pesado e armazena menos energia.
Um pouco mais adiante estão as baterias multivalentes, nas quais o íon que se move entre os eletrodos tem uma carga maior do que o lítio e, portanto, fornece mais de um elétron para o circuito. Existem desafios substanciais a serem superados pelos cientistas com essas baterias, mas elas podem fornecer armazenamento de energia ainda maior.
Construir carros elétricos suficientes a um preço que os torne mais baratos do que alternativas movidas a combustíveis fósseis é um grande desafio. Na vanguarda da pesquisa de baterias, os cientistas estão trabalhando para resolver esse problema e revolucionar a forma como viajamos.
Publicado em 17/07/2021 20h10
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