Célula de bateria sustentável com maior densidade energética
A Varta Microbattery apoia o projeto
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Uma equipa de investigação do Instituto Fraunhofer de Engenharia de Fabrico e Automação IPA está a trabalhar num novo tipo de célula de bateria para sistemas de armazenamento doméstico. Foi concebida para ser totalmente isenta de materiais tóxicos ou cancerígenos e ter uma densidade de energia mais elevada do que as células de bateria de fosfato de ferro e lítio convencionais.
O sistema fotovoltaico no telhado e a unidade de armazenamento doméstico na cave - esta é já uma realidade em muitos lares actuais e é provável que se torne cada vez mais comum no futuro. Na grande maioria dos casos, os fabricantes de ambos os componentes estão sediados algures no Extremo Oriente. Mas, no que respeita aos sistemas de armazenamento doméstico, esta situação poderá mudar dentro de poucos anos. Até lá, uma equipa de investigação do Centro de Produção Digitalizada de Células de Bateria (ZDB) do Fraunhofer IPA, apoiada pela empresa Varta Microbattery, quer desenvolver uma célula redonda de alta energia sustentável e económica para armazenamento doméstico.
Elevada densidade energética com materiais celulares sustentáveis
Os cientistas querem prescindir completamente de materiais tóxicos ou cancerígenos. Até agora, têm sido utilizadas substâncias como o níquel e o cobalto nos eléctrodos. "Estes materiais requerem muita tecnologia de segurança e medidas de proteção complexas na produção de células", diz Johannes Wanner, chefe do segmento de negócios de Sistemas de Baterias no Fraunhofer IPA. "Se forem eliminados, a produção tornar-se-á inevitavelmente mais barata".
A equipa de investigação de Wanner está, por isso, a concentrar-se num cátodo isento de flúor, cobalto e níquel, por exemplo, um cátodo de fosfato de lítio, manganês e ferro (LMFP), e a combiná-lo com um ânodo de alta capacidade. Para cumprir o conceito de célula de bateria sustentável, o eletrólito e o aglutinante também devem ser isentos de flúor, o que tornaria a célula de bateria completamente isenta de flúor. Esta eliminação também melhorará a segurança da célula, uma vez que o fluoreto de hidrogénio já não pode ser produzido.
"Na produção de células de bateria, são produzidos até 30% de resíduos quando se mudam os materiais para novas bobinas de eléctrodos", diz Wanner. Trata-se de um fator de custo e de um problema ambiental. A equipa de investigação pretende reduzir as rejeições com a ajuda da delaminação: os revestimentos defeituosos dos eléctrodos devem poder ser posteriormente removidos e substituídos. Ao dispensar o aglutinante padrão de fluoreto de polivinilideno (PVDF), que contém flúor, um material classificado como PFAS, os materiais podem ser mais facilmente reinstalados em novas células, melhorando assim a taxa de reciclagem.
Comercializável até ao final de 2028
Nos últimos anos, os cientistas do Fraunhofer IPA criaram uma linha de produção em rede de ponta a ponta para células de bateria cilíndricas no ZDB. Pretendem agora utilizá-la para desenvolver a sua célula redonda sustentável de alta energia e aumentar a sua produção. O parceiro associado Varta Microbattery está a apoiar o projeto. A célula de bateria deverá ser comercializada até ao final de 2028.
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