Habilitando o Uso de Hard Carbon e Líquido Iônico em Baterias de Íon-Na

• Processo: 23/07148-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2023
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Vitor Leite Martins
• Beneficiário: João Gabriel Cellamare
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 19/26309-4 - Além de íon-Li: desenvolvimento de baterias reversíveis de metal-ar não-aquosas, AP.JP
• Assunto(s): Eletroquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: ânodo de carbono | Bateria de íon-Na | hard carbon | líquido iônica | solid electrolyte interphase | Eletroquímica

Resumo

Atualmente, o mercado de baterias recarregáveis é dominado por baterias de chumbo-ácido e baterias de íons de lítio de alta densidade energética. No entanto, a escassez de lítio e niquel, por exemplo, e a dificuldades no fornecimento por questoes geopoliticas, como é o caso do cobalto que está diretamente relacionado ao trabalho infantil no Congo, geram preocupações sobre o fornecimento desses elementos no futuro, mesmo considerando a reciclagem de baterias. Além disso, a pandemia de Covid-19 destacou a forte dependência do mundo na China para fabricar, fornecer e refinar esses elementos críticos. Como resultado, existe a necessidade de desenvolver tecnologias de baterias de alta densidade energética que utilizem elementos mais abundantes e geograficamente mais dispersos.Existem várias tecnologias de baterias que utilizam elementos abundantes e têm potencialmente alta densidade energética em nível de módulo/pacote. No entanto, algumas dessas tecnologias de baterias podem ser disruptivas em termos de métodos de fabricação, exigindo investimentos intensivos de capital para construir capacidade de fabricação e equipamentos. A única forma de acelerar a mudança para essas tecnologias seria demonstrar uma densidade energética significativamente mais alta que as baterias de íons de lítio em baterias comerciais em grande escala. Uma boa tentativa para a substituição seriam as baterias de sódio-íon, pois essas são fundamentalmente únicas, uma vez que possuem o mesmo princípio de funcionamento que as baterias de íons de lítio e utilizam protocolos e equipamentos de fabricação idênticos aos exigidos pelas baterias de íons de lítio. Dessa forma, se a densidade de energia e outras métricas de desempenho dessas baterias de sódio puderem ser semelhantes às das baterias de íons de lítio, o incentivo para os fabricantes de baterias mudarem para essas baterias dependerá apenas do custo final em $ por kWh.