Na busca por alternativas sustentáveis ao combustível fóssil, cientistas da Universidade de Córdoba, na Espanha, divulgaram que avançaram na produção de um componente essencial para a produção de baterias de lítio-enxofre: o carvão ativado. A fonte é pouco usual: o lodo de esgoto, formado basicamente por fezes e urina.
Este é um trabalho de pesquisadores do Instituto Químico de Energia e Meio Ambiente (IQUEMA) da universidade espanhola. E o estudo foi empírico, já que os cientistas testaram seu sistema na estação de tratamento de esgoto local. “Este é um grande avanço que conseguimos utilizando um resíduo que considerávamos problemático”, destacam.
A bateria de lítio-enxofre é significativamente mais leve, mantendo a mesma energia utilizável das baterias de íons de lítio atuais, o que possibilita maior alcance, melhor manuseio e desempenho aprimorado. Além disso, a tecnologia tem o potencial de melhorar a velocidade de carregamento rápido em até 50%. Espera-se que as baterias de lítio-enxofre tenham um custo inferior à metade do valor por kWh das atuais baterias de íons de lítio.
Esgoto pode ser fonte de carvão ativado
Processamento do lodo
A tecnologia para transformar lodo de de esgoto em carvão ativado emprega os biodiscos, já em uso no processo de tratamento, e aplica uma sequência de etapas químicas e térmicas para converter o resíduo em material de alto valor tecnológico.
O processo envolve as seguintes fases:
- Secagem do lodo: o material pastoso e de odor desagradável é preparado para transformação.
- Adição de potássio: o agente químico modifica a estrutura do lodo, aumentando sua porosidade.
- Pirólise termoquímica: em forno a 800 °C, a matéria orgânica é convertida em carbono.
- Moagem: o carbono obtido é misturado com enxofre, formando uma composição estável.
- Produção de eletrodos: o material final é incorporado aos eletrodos por meio do processo padrão de fabricação de baterias.
Vantagens e desvantagens da bateria de lítio-enxofre
As baterias de lítio-enxofre podem ser alternativa mais sustentável às já conhecidas de íon-lítio convencional, pois, ainda têm como vantagem de serem mais fáceis de serem recicladas. Além disso, existe a possibilidade elas armazenarem até três vez mais do que as de íon-lítio.
Seu maior problema é a baixa condutividade do enxofre no cátodo, o que exige matrizes caras. É justamente isso que este processo resolve, obtendo carvão ativado a partir de lodo de esgoto. Elas ainda enfrentam outros desafios, como a degradação do cátodo após muitos ciclos de carga e descarga e sua estabilidade a longo prazo, o que ainda dificulta a sua adoção em escala comercial.
Stellantis já estuda uso da bateria de lítio-enxofre
No fim de 2024, a Stellantis e a Zeta Energy anunciaram um acordo de desenvolvimento conjunto com o objetivo de desenvolver baterias de lítio-enxofre para veículos elétricos.
Segundo grupo que controla marcas como Fiat, Jeep, Peugeot e Citroën, a tecnologia da bateria de lítio-enxofre oferece maior desempenho a um custo reduzido em comparação com as baterias tradicionais de íons de lítio. O enxofre, por ser amplamente disponível e econômico, diminui os custos de produção e reduz os riscos na cadeia de suprimentos. As baterias de lítio-enxofre da Zeta Energy utilizam resíduos, metano e enxofre não refinado, um subproduto de várias indústrias, e não necessitam de cobalto, grafite, manganês ou níquel.
