Inovação para mobilidade elétrica e redes inteligentes: novas baterias de iões de cálcio

Projeto ACTEA, ENEA e Universidade Sapienza de Roma desenvolverão os novos baterias de íon de cálcio.

As novas baterias de iões de cálcio como alternativa às baterias de iões de lítio para aplicações na mobilidade elétrica e para o armazenamento de energia em smart grid.

Eficiência, sustentabilidade e segurança

A equipe de pesquisadores pretende desenvolver sistemas de armazenamento eletroquímico de nova geração caracterizados por baixo custo de produção e padrões cada vez mais elevados de eficiência, sustentabilidade e segurança, abrindo caminho para um nova cadeia de abastecimento industrial ao longo de todo o ciclo de valor, desde a produção de matérias-primas até à reciclagem de componentes gastos no final da sua vida útil.

“A tecnologia de iões de cálcio ainda está numa fase inicial de desenvolvimento e o objetivo é contribuir para uma melhor compreensão do seu funcionamento embora, em princípio, os processos eletroquímicos subjacentes sejam semelhantes aos das baterias de iões de lítio onde, no entanto , o cálcio substitui o lítio no papel de lançadeira, ou seja, o portador da carga elétrica”, explica Laura Silvestri, pesquisadora do Laboratório de Armazenamento de Energia, Baterias e Tecnologias para Produção e Aproveitamento de Hidrogênio do Departamento de Tecnologias Energéticas e Fontes Renováveis ​​da ENEA.

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O projeto avança para áreas quase inexploradas, mas as principais vantagens já são claras: o uso do cálcio é uma opção promissora para melhorar as densidades energéticas das baterias e, ao mesmo tempo, reduzir os custos de produção graças ao baixo custar da matéria-prima e, sobretudo, ao seu próprio abundância na crosta terrestre. “Através do desenvolvimento de tecnologias eletroquímicas de armazenamento de íons de cálcio será possível resolver os principais problemas críticos relacionados ao fornecimento, segurança e custos de produção. Não só isso: teremos uma alternativa eco-sustentável aos sistemas de iões de lítio, uma tecnologia de armazenamento madura que quase atingiu o limite teórico do seu desempenho”, acrescenta Silvestri.

Metodologia de Projeto

A ACTEA adota uma metodologia de projeto que foca no desenvolvimento de processos e materiais com uma impacto ambiental reduzido e na utilização de elementos muito comuns como o ferro, o silício ou o titânio (além do cálcio), através da minimização da utilização de matérias-primas tóxicas e críticas como, por exemplo, o cobalto e o lítio. “Esta estratégia pode diminuir significativamente inovador e sustentável o cenário de transição de um paradigma tecnológico de elevado impacto ambiental (baterias de iões de lítio) para um mais recente verde (baterias de íons de cálcio). Além disso, a introdução de cálcio e materiais relacionados na cadeia de valor das baterias abriria um novo mercado para todos os produtores de matérias-primas tradicionais", conclui Giulia Monteleone, chefe da Divisão de Produção de Energia, Armazenamento e Utilização de Tecnologias de Energia e Energias Renováveis ​​da ENEA. Departamento de Fontes da ENEA.

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