A transição para a energia limpa funciona a partir de baterias e estas baterias são frequentemente utilizadas para a produção de energia.Feito de formas não tão limpas..
A maioria das baterias actuais são baterias de íons de lítio.Centros de dadose redes eléctricas estacionárias para painéis solares e turbinas eólicas, bem como em itens do dia-a-dia como telefones, laptops e scooters elétricos.
O lítio requerquantidades enormes de águaO Instituto de Investigação Energética estima que a produção de lítio na Europa seja de cerca de 2 milhões de litros por tonelada métrica de água.
Por exemplo, emChile, o segundo maior produtor mundial de lítio, a indústria utiliza um processo de extracção de salmoura,que desvia a água doce já escassa das comunidades indígenas locais e está a causar sérios danos aos ecossistemas fracos das zonas húmidas próximas.
Além disso, as baterias de iões de lítio requerem metais pesados como cobalto, níquel, manganês e cobre nos seus cátodos, que atraem os íons do ânodo quando a bateria está a descarregar.
A maior parte das reservas mundiais de cobalto estão localizadas naRepública Democrática do Congo, onde as minas de lítio exploram rotineiramente os trabalhadores, contaminam as fontes de água e liberam poeira e partículas tóxicas no ar.
Além das considerações éticas, a geopolítica apresenta os seus próprios desafios.domina o mercado, com 68% da capacidade global de refino de cobalto, 72% da capacidade de refino de lítio e 83% da capacidade de fabricação de íons de lítio.
Essas armadilhas fazem com que cientistas e empresas procurem fontes alternativas de energia da bateria.
Mas há um material barato, abundante e facilmente disponível que está a liderar a corrida para substituir o lítio como principal ingrediente das baterias.
Sal.
Mineração de sal no lago Sambhar, Rajasthan, Índia.
Insira sódio
Jean-Marie Tarascon, professor de física e química do estado sólido no Collège de France, acredita na superioridade do sódio há pelo menos 15 anos.
Como fundador e director da rede de investigaçãoRS2E, ele liderou uma equipa que desenvolveu uma bateria de íons de sódio no Collège e na Universidade da Picardia Jules VerneConsiderando que Verne primeiro imaginou uma bateria de sal fictícia em seu livro,Vinte mil léguas debaixo do mar.
"O principal motor no meu caso foi a sustentabilidade", diz Tarascon. "Em 2010, era óbvio que o mundo adotaria baterias de íons de lítio e ficaríamos sem este recurso".
A decisão foi encontrar uma alternativa, por isso mudámos para o sódio.
As baterias de íons de sódio têm um comportamento químico semelhante às baterias de íons de lítio, embora sem os impactos ambientais negativos, diz Shan Zhang,um investigador da Universidade de Tecnologia Chalmers, em GotemburgoSuécia.
O processo de fabrico é igualmente semelhante, o que significa que não é realmente necessário testar tanto a linha de produção, acrescenta.Pode utilizar as linhas de produção existentes e fazer alguns ajustamentos para a bateria de sal.
Zhang diz que as baterias de sódio também são mais seguras do que as de lítio e funcionam melhor em temperaturas extremas.
As baterias de iões de lítio foram responsáveis por inúmeros incêndios, nomeadamente um emFábrica de armazenamento de baterias da CalifórniaNo início deste ano, queimou durante dias e levou à evacuação de cerca de 1.200 residentes locais.
Em 2024, Zhang liderou umestudoque examinou os futuros impactos climáticos de diferentes tipos de baterias de sal, com foco nas emissões de carbono.
A sua equipa descobriu que, em 2050, a utilização de energia renovável para fabricar baterias poderia potencialmente reduzir o seu impacto climático em 43 a 57% em comparação com os níveis de 2020.
O impacto climático diminui à medida que avançamos no futuro, desde os processos de fabrico, a mineração, bem como os processos a montante, diz ela.
Mas os produtos químicos usados no cátodo ainda são uma preocupação, diz ela, e precisarão ser abordados com mais investimentos na pesquisa de baterias de íons de sódio.
As baterias de íons de lítio, como esta instalada em um MacBook, são muito mais leves que as baterias de sódio, tornando-as difíceis de substituir em dispositivos eletrônicos.Unsplash
Encontrar um nicho
O que está a impedir uma maior utilização das baterias de iões de sódio?Baixo preço do lítio, mantendo-o competitivo com o sódio.
Após ter disparado para um recorde de 83.000 USD por tonelada em Novembro de 2022, opreço do lítioA produção de veículos elétricos (EVs) tem vindo a cair desde então, atingindo um mínimo de apenas USD 8.400 por tonelada no mês passado, uma vez que as vendas de veículos elétricos (EVs) têm vindo a ser mais lentas do que o esperado.
Outro obstáculo é que o sódio é menos denso que o lítio, o que significa que é necessário mais espaço e energia para manter a mesma carga.
Isto resulta numa bateria maior e mais pesada, que não é ideal no carro ou no telemóvel, por exemplo.
Em vez de substituir completamente o lítio, o sódio necessita encontrar aplicações de nicho onde o volume e o peso não são um problema, diz Zhang.
À medida que os cientistas continuam a trabalhar na melhoria da sua densidade energética, um lugar adequado para as baterias de íons de sódio é em sistemas estacionários de armazenamento de energia,onde a energia pode ser armazenada e descarregada quando necessário para equilibrar a rede elétrica.
De facto, o Bloomberg New Energy Finance (BNEF) está actualmente aprojeçãoUma participação de mercado de 15% para baterias de íons de sódio no armazenamento de energia até 2035, acima de 1% hoje.
Nos Estados Unidos, a Natron Energy, com sede no Vale do Silício, fabrica baterias de íons de sódio para instalação em centros de dados e empresas de computação em nuvem, bem como carregadores rápidos de veículos elétricos.
Enquanto isso, no Reino Unido, a Faradion, uma subsidiária da Reliance New Energy Ltd., da Índia, estáFabricação de baterias de iões de sódiopara transporte, armazenamento e energia de reserva.
E na França, a TIAMAT, empresa cujo consultor científico é a Tarascon, inventou a primeira bateria de íons de sódio concebida para ser utilizada num produto comercial: uma bateria de íons de sódio que é a primeira bateria de íons de sódio a ser utilizada num produto comercial.Forno elétrico sem fio.
O fabricante chinês Yadea está começando a vender ciclomotores elétricos movidos a sódio.Motor elétrico
Conduzir com sal
A maior adopção da bateria de íons de sódio, no entanto, éChinaO país já domina o mercado de baterias de íons de lítio, o que é uma das razões pelas quais fez a mudança facilmente, diz Zhang.
As empresas chinesas já investiram mais de 7,6 mil milhões de dólares na tecnologia dos íons de sódio, com 27 milhões de dólares para o desenvolvimento de novas tecnologias.novas instalações de produçãoanunciado somente em 2024.
Empresas como a Yadea, a HiNa e a Contemporary Amperex Technology (CATL) estão agora a construir uma vantagem competitiva no mercado global de baterias de iões de sódio.A indústria de tecnologias limpas do país deu mais um grande passo..
E, ao contrário dos seus homólogos ocidentais, já estão a colocar na estrada veículos movidos a sódio.
Embora estes veículos de duas rodas só tenham uma autonomia de cerca de 70 quilómetros, o fabricante construiu estações de troca de baterias onde os proprietários podem trocar as baterias esgotadas em menos de um minuto,em vez de ter que esperar horas para recarregar.
CATL, o maior fabricante mundial de baterias para veículos elétricos e armazenamento de energia,Anunciou um plano no início deste ano para produzir em massa baterias de íons de sódio para caminhões pesados e carros sob uma nova marca chamadaNaxtra.
As motocicletas e os ciclomotores elétricos já são onipresentes na China, com alguns55 milhões vendidossó em 2023.
Agora, as incursões do país em veículos movidos a bateria de sódio poderiam criar um enorme potencial de expansão em todo o Sul Global, particularmente na Ásia e África, diz Kate Logan,Diretor do Centro de Clima da China e da diplomacia climática na Universidade de Washington.Baseados em.S.Instituto de Política da Sociedade da Ásia.
¢Dado que a utilização de veículos de duas e três rodas está concentrada no Sul Global, estes mercados serão ainda mais importantes para as empresas chinesasO que é mais importante, é que a Europa não está a ser dominada por factores como as tensões comerciais e a falta de acesso aos mercados do Norte Global.Ela explica.
A conversão destas bicicletas e trikes por atacado para energia elétrica nos mercados do Sul Global terá um impacto significativo nas emissões e no uso de combustíveis fósseis, acrescenta.
Por sua vez, Tarascon vê uma grande mudança no tamanho dos carros na próxima década também no Norte Global.
"Vamos ter carros menores nas cidades, mais táxis e mais veículos de curto alcance, então, automaticamente, a bateria de íons de sódio terá um grande jogo a jogar", diz ele.
Se eu olhar para o futuro, esta tecnologia certamente será melhorada, e eu acho que vai ganhar uma grande parte do mercado porque há uma enorme demanda por energia de bateria,E o ião lítio não pode fazer tudo..
A transição para a energia limpa funciona a partir de baterias e estas baterias são frequentemente utilizadas para a produção de energia.Feito de formas não tão limpas..
A maioria das baterias actuais são baterias de íons de lítio.Centros de dadose redes eléctricas estacionárias para painéis solares e turbinas eólicas, bem como em itens do dia-a-dia como telefones, laptops e scooters elétricos.
O lítio requerquantidades enormes de águaO Instituto de Investigação Energética estima que a produção de lítio na Europa seja de cerca de 2 milhões de litros por tonelada métrica de água.
Por exemplo, emChile, o segundo maior produtor mundial de lítio, a indústria utiliza um processo de extracção de salmoura,que desvia a água doce já escassa das comunidades indígenas locais e está a causar sérios danos aos ecossistemas fracos das zonas húmidas próximas.
Além disso, as baterias de iões de lítio requerem metais pesados como cobalto, níquel, manganês e cobre nos seus cátodos, que atraem os íons do ânodo quando a bateria está a descarregar.
A maior parte das reservas mundiais de cobalto estão localizadas naRepública Democrática do Congo, onde as minas de lítio exploram rotineiramente os trabalhadores, contaminam as fontes de água e liberam poeira e partículas tóxicas no ar.
Além das considerações éticas, a geopolítica apresenta os seus próprios desafios.domina o mercado, com 68% da capacidade global de refino de cobalto, 72% da capacidade de refino de lítio e 83% da capacidade de fabricação de íons de lítio.
Essas armadilhas fazem com que cientistas e empresas procurem fontes alternativas de energia da bateria.
Mas há um material barato, abundante e facilmente disponível que está a liderar a corrida para substituir o lítio como principal ingrediente das baterias.
Sal.
Mineração de sal no lago Sambhar, Rajasthan, Índia.
Insira sódio
Jean-Marie Tarascon, professor de física e química do estado sólido no Collège de France, acredita na superioridade do sódio há pelo menos 15 anos.
Como fundador e director da rede de investigaçãoRS2E, ele liderou uma equipa que desenvolveu uma bateria de íons de sódio no Collège e na Universidade da Picardia Jules VerneConsiderando que Verne primeiro imaginou uma bateria de sal fictícia em seu livro,Vinte mil léguas debaixo do mar.
"O principal motor no meu caso foi a sustentabilidade", diz Tarascon. "Em 2010, era óbvio que o mundo adotaria baterias de íons de lítio e ficaríamos sem este recurso".
A decisão foi encontrar uma alternativa, por isso mudámos para o sódio.
As baterias de íons de sódio têm um comportamento químico semelhante às baterias de íons de lítio, embora sem os impactos ambientais negativos, diz Shan Zhang,um investigador da Universidade de Tecnologia Chalmers, em GotemburgoSuécia.
O processo de fabrico é igualmente semelhante, o que significa que não é realmente necessário testar tanto a linha de produção, acrescenta.Pode utilizar as linhas de produção existentes e fazer alguns ajustamentos para a bateria de sal.
Zhang diz que as baterias de sódio também são mais seguras do que as de lítio e funcionam melhor em temperaturas extremas.
As baterias de iões de lítio foram responsáveis por inúmeros incêndios, nomeadamente um emFábrica de armazenamento de baterias da CalifórniaNo início deste ano, queimou durante dias e levou à evacuação de cerca de 1.200 residentes locais.
Em 2024, Zhang liderou umestudoque examinou os futuros impactos climáticos de diferentes tipos de baterias de sal, com foco nas emissões de carbono.
A sua equipa descobriu que, em 2050, a utilização de energia renovável para fabricar baterias poderia potencialmente reduzir o seu impacto climático em 43 a 57% em comparação com os níveis de 2020.
O impacto climático diminui à medida que avançamos no futuro, desde os processos de fabrico, a mineração, bem como os processos a montante, diz ela.
Mas os produtos químicos usados no cátodo ainda são uma preocupação, diz ela, e precisarão ser abordados com mais investimentos na pesquisa de baterias de íons de sódio.
As baterias de íons de lítio, como esta instalada em um MacBook, são muito mais leves que as baterias de sódio, tornando-as difíceis de substituir em dispositivos eletrônicos.Unsplash
Encontrar um nicho
O que está a impedir uma maior utilização das baterias de iões de sódio?Baixo preço do lítio, mantendo-o competitivo com o sódio.
Após ter disparado para um recorde de 83.000 USD por tonelada em Novembro de 2022, opreço do lítioA produção de veículos elétricos (EVs) tem vindo a cair desde então, atingindo um mínimo de apenas USD 8.400 por tonelada no mês passado, uma vez que as vendas de veículos elétricos (EVs) têm vindo a ser mais lentas do que o esperado.
Outro obstáculo é que o sódio é menos denso que o lítio, o que significa que é necessário mais espaço e energia para manter a mesma carga.
Isto resulta numa bateria maior e mais pesada, que não é ideal no carro ou no telemóvel, por exemplo.
Em vez de substituir completamente o lítio, o sódio necessita encontrar aplicações de nicho onde o volume e o peso não são um problema, diz Zhang.
À medida que os cientistas continuam a trabalhar na melhoria da sua densidade energética, um lugar adequado para as baterias de íons de sódio é em sistemas estacionários de armazenamento de energia,onde a energia pode ser armazenada e descarregada quando necessário para equilibrar a rede elétrica.
De facto, o Bloomberg New Energy Finance (BNEF) está actualmente aprojeçãoUma participação de mercado de 15% para baterias de íons de sódio no armazenamento de energia até 2035, acima de 1% hoje.
Nos Estados Unidos, a Natron Energy, com sede no Vale do Silício, fabrica baterias de íons de sódio para instalação em centros de dados e empresas de computação em nuvem, bem como carregadores rápidos de veículos elétricos.
Enquanto isso, no Reino Unido, a Faradion, uma subsidiária da Reliance New Energy Ltd., da Índia, estáFabricação de baterias de iões de sódiopara transporte, armazenamento e energia de reserva.
E na França, a TIAMAT, empresa cujo consultor científico é a Tarascon, inventou a primeira bateria de íons de sódio concebida para ser utilizada num produto comercial: uma bateria de íons de sódio que é a primeira bateria de íons de sódio a ser utilizada num produto comercial.Forno elétrico sem fio.
O fabricante chinês Yadea está começando a vender ciclomotores elétricos movidos a sódio.Motor elétrico
Conduzir com sal
A maior adopção da bateria de íons de sódio, no entanto, éChinaO país já domina o mercado de baterias de íons de lítio, o que é uma das razões pelas quais fez a mudança facilmente, diz Zhang.
As empresas chinesas já investiram mais de 7,6 mil milhões de dólares na tecnologia dos íons de sódio, com 27 milhões de dólares para o desenvolvimento de novas tecnologias.novas instalações de produçãoanunciado somente em 2024.
Empresas como a Yadea, a HiNa e a Contemporary Amperex Technology (CATL) estão agora a construir uma vantagem competitiva no mercado global de baterias de iões de sódio.A indústria de tecnologias limpas do país deu mais um grande passo..
E, ao contrário dos seus homólogos ocidentais, já estão a colocar na estrada veículos movidos a sódio.
Embora estes veículos de duas rodas só tenham uma autonomia de cerca de 70 quilómetros, o fabricante construiu estações de troca de baterias onde os proprietários podem trocar as baterias esgotadas em menos de um minuto,em vez de ter que esperar horas para recarregar.
CATL, o maior fabricante mundial de baterias para veículos elétricos e armazenamento de energia,Anunciou um plano no início deste ano para produzir em massa baterias de íons de sódio para caminhões pesados e carros sob uma nova marca chamadaNaxtra.
As motocicletas e os ciclomotores elétricos já são onipresentes na China, com alguns55 milhões vendidossó em 2023.
Agora, as incursões do país em veículos movidos a bateria de sódio poderiam criar um enorme potencial de expansão em todo o Sul Global, particularmente na Ásia e África, diz Kate Logan,Diretor do Centro de Clima da China e da diplomacia climática na Universidade de Washington.Baseados em.S.Instituto de Política da Sociedade da Ásia.
¢Dado que a utilização de veículos de duas e três rodas está concentrada no Sul Global, estes mercados serão ainda mais importantes para as empresas chinesasO que é mais importante, é que a Europa não está a ser dominada por factores como as tensões comerciais e a falta de acesso aos mercados do Norte Global.Ela explica.
A conversão destas bicicletas e trikes por atacado para energia elétrica nos mercados do Sul Global terá um impacto significativo nas emissões e no uso de combustíveis fósseis, acrescenta.
Por sua vez, Tarascon vê uma grande mudança no tamanho dos carros na próxima década também no Norte Global.
"Vamos ter carros menores nas cidades, mais táxis e mais veículos de curto alcance, então, automaticamente, a bateria de íons de sódio terá um grande jogo a jogar", diz ele.
Se eu olhar para o futuro, esta tecnologia certamente será melhorada, e eu acho que vai ganhar uma grande parte do mercado porque há uma enorme demanda por energia de bateria,E o ião lítio não pode fazer tudo..
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