9 de novembro de 2024

Empresa sueca fabrica baterias a base de madeira e materiais reciclados

baterias a base de madeira

A fabricante sueca de baterias Northvolt anunciou o desenvolvimento da primeira bateria industrializada do mundo com ânodo proveniente inteiramente de matérias-primas proveniente de madeira renovável das florestas nórdicas, reduzindo a pegada de carbono e o seu custo.

Para levar avante o projeto, a Northvolt se associou com a Stora Enso, fornecedora de produtos renováveis ​​para embalagens, biomateriais, construção em madeira e papel, sendo uma das maiores proprietárias florestais privadas do mundo.

A Stora Enso fornecerá seu material anódico à base de lignina, originário de florestas manejadas de forma sustentável, enquanto a Northvolt conduzirá o projeto da célula, o desenvolvimento do processo de produção e a ampliação da tecnologia.

A lignina é um polímero derivado de plantas, encontrado nas paredes celulares de espécies de terra firme. As árvores são compostas de 20 a 30% de lignina, onde atua como um aglutinante natural e forte e é uma das maiores fontes renováveis ​​de carbono.

No passado, 95% da lignina era despejada diretamente nos rios como resíduo na forma de “licor negro” ou concentrada e incinerada. Nos últimos anos, no entanto, vários estudos mostraram que a lignina pode ser usada para fazer baterias.

baterias a base de madeira

Cientistas da Polônia e da Suécia foram os primeiros a descobrir que a lignina se oxida nas plantas e se combina com uma substância chamada polipirrol para fazer eletrodos poliméricos multicamadas.

Como a lignina é barata e amplamente disponível, os carbonos porosos à base de lignina produzidos por ativação química simples e leve tornaram-se um foco de pesquisa em remediação ambiental, eletrocatálise e armazenamento de energia, especialmente como materiais anódicos para baterias de íons de lítio. Os eletrólitos atualmente usados ​​em baterias de lítio contêm líquidos voláteis que podem representar um risco de incêndio e promover a formação de dendritos, o que afeta o desempenho normal da bateria.

As baterias convencionais e as baterias de células secas comuns contêm mercúrio. Quando descartado na natureza, o mercúrio penetra lentamente nas águas subterrâneas, entra no corpo humano através das plantas e danifica os órgãos internos humanos. Uma pequena bateria descartada na natureza pode poluir 600 mil litros de água, o que equivale ao consumo de água de uma pessoa ao longo da vida. As baterias recarregáveis ​​também contêm o nocivo metal pesado cádmio, que se infiltra na natureza, flui através da terra e da água e, eventualmente, prejudica o corpo humano.

As matérias-primas para baterias a base de madeira não precisam conter metais raros, que são escassos. As fibras orgânicas contendo lignina são produtos verdes puros, não tóxicos, inofensivos e amigos do ambiente. A lignina tem uma ampla gama de fontes e é barata. No passado, a principal fonte de lignina eram as águas residuais da indústria de celulose e papel, razão pela qual era chamado de papel preto.

No mercado atual de veículos elétricos, os principais elementos metálicos necessários para produzir baterias são lítio, cobalto e níquel. Por um lado, os recursos desses elementos metálicos na crosta terrestre são limitados; por outro lado, os ciclos de mineração e produção desses minerais são longos.

baterias a base de madeira

A busca por novas alternativas renováveis, ricas em recursos e ecologicamente corretas é uma das principais prioridades dos fabricantes de baterias. A madeira, uma fonte de energia renovável, pode ser a melhor escolha até agora. A produção de baterias a base de madeira é derivada principalmente da lignina, um tipo de polímero orgânico complexo amplamente encontrado nas células das plantas lenhosas. A lignina também está presente nos subprodutos da indústria papeleira.

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A planta piloto da Stora Enso para materiais de carbono de base biológica está localizada na unidade de produção do grupo em Sunila, na Finlândia, onde a lignina é produzida industrialmente desde 2015. A capacidade anual de produção de lignina é de 50 mil toneladas, tornando a Stora Enso a maior produtora de lignina kraft do mundo.

A indústria de papel e celulose separa cerca de 140 milhões de toneladas de celulose das plantas a cada ano, recuperando cerca de 50 milhões de toneladas de lignina como subproduto. No entanto, não mais do que 10% de lignina industrial é efetivamente utilizada. A restante lignina industrial negligenciada é um enorme “tesouro” a ser recuperado e utilizado.

Com os avanços na tecnologia de produção, o desempenho das baterias a base de madeira é otimizado e melhorado, sendo possível substituir as baterias de ions de lítio por baterias de madeira mais ecológicas.