O potencial das baterias de iões de sódio
Uma visão equilibrada de uma tecnologia promissora
Anúncios
As baterias de iões de sódio tornaram-se um tema quente: São consideradas económicas e estão amplamente disponíveis. Ao mesmo tempo, a dependência das cadeias de abastecimento asiáticas poderia ser reduzida. Mas será que a tecnologia cumpre o que promete? No Dia da Bateria, a 18 de fevereiro, o aniversário do inventor da primeira bateria, Alessandro Volta, os responsáveis pela divisão MEET, Dr. Johannes Kasnatscheew e Dr. Markus Börner, analisam o potencial das baterias de iões de sódio.
A tecnologia de sódio ocupa um nicho
O sódio é o sexto elemento mais abundante na crosta terrestre, representando cerca de 2,3 a 2,8 por cento do peso. O lítio, por outro lado, ocupa cerca de 30º lugar. Por conseguinte, o material tornou-se um complemento promissor do lítio na investigação de baterias. "As baterias de iões de sódio ocuparão um nicho no futuro, mas a substituição das baterias de iões de lítio é improvável", explica o Dr. Johannes Kasnatscheew, chefe da Divisão de Investigação de Materiais do MEET. Em comparação com as baterias de iões de lítio, as células com iões de sódio têm uma densidade energética inferior. Os seus maiores concorrentes são as baterias de iões de lítio com um cátodo de fosfato de ferro e lítio (LFP), uma vez que ambas têm propriedades semelhantes. O Dr. Markus Börner, Diretor da Divisão de Investigação do MEET, Cell System, explica: "As baterias de iões de sódio têm vantagens a baixas temperaturas, por exemplo". As razões para tal são o carbono duro no ânodo e o solvente carbonato de propileno no eletrólito, em vez do habitualmente utilizado carbonato de etileno.
Além disso, a tecnologia de iões de sódio pode ser utilizada em aplicações como os sistemas de armazenamento de energia estacionários e as trotinetas eléctricas. Os produtos com baterias de iões de sódio já estão disponíveis no mercado asiático. Mas também estão a ser utilizados na Europa em determinadas aplicações. "Em França, por exemplo, há um fabricante que instala baterias de iões de sódio em chaves de fendas sem fios", diz Börner. Uma das razões pelas quais estas células já podem ser produzidas é que as linhas de produção de baterias de iões de lítio existentes podem ser adaptadas ao fabrico de células de iões de sódio sem grande esforço.
A principal vantagem: Reduzir as dependências
No entanto, os cientistas do MEET sublinham que as potenciais vantagens em termos de custos devem ser consideradas de forma holística. Kasnatscheew explica: "Não é o preço de um único material que é relevante, mas sim o preço por quilowatt-hora. Neste aspeto, as baterias de LFP são atualmente mais rentáveis do que as baterias de sódio". No entanto, o sódio permite tornar-se menos dependente das flutuações do preço do lítio. "De uma perspetiva estrita de custos, o sódio é particularmente atrativo quando o lítio é caro", diz Kasnatscheew.
Devido à sua elevada disponibilidade, o elemento também oferece a oportunidade de estabelecer uma cadeia de abastecimento europeia. Börner enfatiza: "Trata-se de um processo moroso. Não conseguiremos competir com o mercado de massa de baterias de iões de lítio de baixo custo de um dia para o outro. No entanto, como resultado, a Europa será mais independente e segura para o futuro com a sua própria produção de células de bateria".
Forte investigação e desenvolvimento na Alemanha e na Europa
Para atingir este objetivo, é necessária mais investigação sobre a tecnologia de iões de sódio. Existem várias opções para os materiais a utilizar no cátodo, por exemplo. Uma possibilidade é um óxido em camadas à base de níquel-ferro-manganês (NFM), que oferece um bom equilíbrio entre estabilidade estrutural e desempenho eletroquímico. No ânodo, o coletor de corrente convencional à base de cobre pode ser substituído por alumínio, que é substancialmente mais leve.
No MEET Battery Research Center, a equipa trabalha em vários projectos para continuar a desenvolver baterias de iões de sódio para uso industrial: desde materiais e envelhecimento até análises abrangentes. O instituto faz parte do maior consórcio alemão para a tecnologia de iões de sódio: o projeto "Sodium-Ion-Battery Deutschland Forschung - SIB:DE FORSCHUNG". Outro projeto é o Na.Ion.NRW, no qual a equipa pretende produzir células de bateria de iões de sódio de grande formato até à escala piloto. A longo prazo, a tecnologia deverá ser utilizada em conceitos de armazenamento estacionário de energia. No âmbito da cooperação franco-alemã "HIPOBAT - High Power Batteries", o MEET e os seus parceiros investigam as baterias de sódio de alto rendimento.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
Outras notícias do departamento ciência
Notícias mais lidas
Mais notícias de nossos outros portais
Consulte os mundos temáticos para obter conteúdo relacionado
Mundo temático da tecnologia de baterias
O mundo temático da tecnologia de baterias reúne conhecimentos relevantes de uma forma única. Aqui você encontra tudo sobre fornecedores e seus produtos, webinars, white papers, catálogos e brochuras.
Mundo temático da tecnologia de baterias
O mundo temático da tecnologia de baterias reúne conhecimentos relevantes de uma forma única. Aqui você encontra tudo sobre fornecedores e seus produtos, webinars, white papers, catálogos e brochuras.