A transição da Europa para as baterias exige novas abordagens ao processamento de materiais

O projeto, intitulado "USE-G: Extração de grafite segura e amiga do ambiente para a indústria europeia de baterias", tem um orçamento total de 1,7 milhões de euros e é financiado principalmente pelo Ministério Federal Alemão dos Assuntos Económicos e da Energia. O financiamento terá uma duração de três anos.

A transição da Europa para as baterias exige novas abordagens ao processamento de materiais

A grafite é um componente-chave das baterias de iões de lítio, representando uma proporção significativa dos materiais activos no ânodo. Para a transformação industrial em material de qualidade para baterias - em especial a purificação, o revestimento e a moldagem - a Europa tem estado, até à data, fortemente dependente de tecnologias e cadeias de abastecimento não europeias. O objetivo da USE-G é resolver esta questão e demonstrar uma via de transformação controlada pela Europa que não exija produtos químicos particularmente problemáticos, reduza o consumo de energia e integre de forma mais eficaz os fluxos de reciclagem.

A Universidade de Jena desenvolve um processo de purificação utilizando cloro gasoso

No projeto, a Universidade de Jena lidera o trabalho de purificação da grafite com base no cloro a temperaturas elevadas. O objetivo é testar um método que possa ser considerado uma alternativa mais limpa à purificação com ácido fluorídrico e que, ao mesmo tempo, consuma menos energia do que os processos de alta temperatura utilizados em alguns sectores da indústria. Embora as abordagens de purificação à base de cloro tenham sido comprovadas noutras aplicações, o seu potencial para fluxos de grafite naturais e reciclados ainda não foi totalmente explorado. O projeto irá, portanto, avaliar sistematicamente a tecnologia para ambas as fontes de material pela primeira vez.

"O nosso objetivo é explorar a purificação do cloro gasoso a temperaturas elevadas como uma alternativa mais limpa ao ácido fluorídrico e uma opção menos intensiva em energia do que a purificação térmica. Esta investigação poderá abrir novos caminhos para a Europa reduzir os impactos ambientais sem comprometer a qualidade dos materiais", afirma o Dr. Martin Oschatz, Professor do Centro de Química Energética e Ambiental da Universidade Friedrich Schiller de Jena.

Reforçar a reciclagem: Grafite da "massa negra" de volta ao ciclo

Paralelamente ao desenvolvimento do processo de purificação, o parceiro industrial H.C. Starck Tungsten GmbH está a trabalhar na recuperação de grafite da chamada "massa negra" que é produzida na cadeia de reciclagem de baterias. Embora a grafite represente uma proporção significativa da massa negra, até à data quase não foi reutilizada. O objetivo do projeto é processar a grafite, que muitas vezes se perde nos processos convencionais, e reintroduzi-la na cadeia de abastecimento no futuro, contribuindo assim para uma verdadeira economia circular.

Outra empresa envolvida, a Rain Carbon Germany GmbH, está também a desenvolver novos materiais de revestimento de carbono mais sustentáveis e processos relacionados para melhorar o desempenho eletroquímico dos ânodos de grafite e reduzir a pegada ecológica do fabrico.

Da grafite natural e reciclada ao próximo material anódico europeu

A empresa canadiana Northern Graphite fornecerá material de grafite natural e é responsável pela moagem, moldagem e testes de baterias, entre outras coisas, no âmbito do projeto. No decurso do projeto, a grafite natural e a grafite reciclada serão inicialmente processadas separadamente, a fim de determinar os níveis de base de pureza e desempenho. Numa fase posterior, os parceiros examinarão se ambos os fluxos podem ser misturados para formar um material anódico unificado - com o objetivo de criar um produto europeu que possa ser qualificado pelos fabricantes de pilhas e baterias no futuro. Todos os trabalhos terão lugar na Alemanha, nas instalações dos respectivos parceiros.