Nas últimas décadas, a demanda por equipamentos movidos a eletricidade tem crescido, isso inclui o uso de veículos elétricos que exigem a fabricação de baterias especiais, grandes e com preços elevados, com isso, os cientistas estão em busca de soluções para fabricar baterias mais sustentáveis e duráveis. Uma produtora Finlandesa de papel investiu em novas propostas para explorar sua propriedade e contratou especialistas que analisaram o uso da lignina, um polímero “tipo cola” encontrado nas árvores, esse material representa cerca de 30% da composição da planta, dependendo da espécie.
Lignina e sua importância para produção de baterias de veículos elétricos
A lignina é um polímero que contém carbono, que é um ótimo material para produzir um componente vital das baterias chamado ânodo. A bateria de íons de lítio dos celulares quase certamente tem um ânodo de grafite e o grafite é uma forma de carbono com uma diferente estrutura em camadas.
A extração da lignina seria feita a partir da polpa residual, que já é produzida em algumas fábricas de papel e celulose, o material ainda precisaria ser processado para fazer material de carbono para ânodos de bateria.
Pesquisadores da Itália também descobriram, em 2022, como desenvolver um eletrólito à base de lignina que seria um componente entre o cátodo e o ânodo, o mesmo, que hoje é obtido do petróleo, e ajudaria a forçar os elétrons a seguirem caminhos desejados em circuitos elétricos aos quais as baterias de celulares estão conectados.
Os pesquisadores também testaram lignina em painéis solares, contudo chegaram à conclusão que nas células solares o resultado é um pouco menor do que o esperado.
Em busca da sustentabilidade
Outra pesquisa sobre ânodos de carbono derivados de lignina está sendo conduzida por Magda Titirici, do Imperial College London, e seus colegas, tudo indica que é possível produzir mantas condutoras que contenham estruturas de carbono complexas e irregulares, com muitos defeitos, ricos em oxigênio.
Os defeitos aumentam a capacidade do ânodo de reagir com os íons transferidos do cátodo nas baterias de íon sódio, o que, por sua vez, reduz o tempo de carregamento.
A lignina é um subproduto que potencialmente poderia ter muitos usos, pode ser usada por exemplo, para produzir ânodos com uma estrutura autoportante, esses ânodos não requerem coletores de corrente de cola ou cobre, que são componentes comuns de baterias de íon-lítio. Há também a questão da sustentabilidade, como a produção de ânodos é extraída como subproduto do processo de fabricação do papel, não será necessário cortar mais árvores.
Mercado global de veículos elétricos
Com cada vez mais pessoas comprando carros elétricos e utilizando mais energia em casa, estima-se que a demanda global por baterias apresentará um forte crescimento, em 2015, foi necessário gerar mais algumas centenas de gigawatts-hora (GWh) para carregar baterias em todo o mundo. Contudo, essa demanda disparará para milhares de gigawatts-hora anualmente até 2030, à medida que o mundo reduzir seu consumo de combustíveis fósseis, de acordo com a McKinsey & Company.
As baterias de íons de lítio que usamos hoje dependem, na maioria, de processos de mineração e industriais que prejudicam o meio ambiente, e alguns dos materiais usados para fabricar essas baterias são tóxicos e difíceis de reciclar, daí a necessidade de produzir baterias mais sustentáveis.
