Como árvores podem se transformar7games app roulettebaterias7games app roulettecarga rápida:7games app roulette

A empresa contratou engenheiros para analisar a possibilidade7games app rouletteuso da lignina, que é um polímero encontrado nas árvores. A lignina compõe cerca7games app roulette30% das árvores, dependendo da espécie, enquanto o restante é basicamente celulose.

"A lignina é a cola das árvores, ela meio que cola as fibras7games app roulettecelulose entre si e também faz com que as árvores fiquem muito rígidas", explica Lauri Lehtonen, chefe da Lignode, a solução7games app roulettebaterias baseadas7games app roulettelignina da Stora Enso.

A lignina é um polímero e contém carbono. E o carbono é um ótimo material para produzir um componente vital das baterias, chamado ânodo. A bateria7games app rouletteíons7games app roulettelítio do seu telefone celular, com quase toda certeza, tem um ânodo7games app roulettegrafite. E o grafite é uma forma7games app roulettecarbono com estrutura estratificada.

Os engenheiros da Stora Enso descobriram que podem extrair lignina da polpa residual que já é produzida7games app roulettealgumas das suas fábricas e processar essa lignina para fabricar material7games app roulettecarbono para os ânodos das baterias.

A empresa já firmou parceria com a companhia sueca Northvolt e planeja começar a fabricar baterias já7games app roulette2025.

Com cada vez mais pessoas comprando carros elétricos e armazenando energia7games app roulettecasa, estima-se que a demanda global por baterias apresente forte crescimento nos próximos anos.

Para Lehtonen, "a demanda é simplesmente alucinante".

Em 2015, foi necessário gerar algumas centenas7games app roulettegigawatts-hora (GWh) a mais para carregar baterias7games app roulettetodo o mundo. Mas esta demanda irá disparar até atingir milhares7games app rouletteGWh anuais7games app roulette2030, à medida que o mundo reduzir o consumo7games app roulettecombustíveis fósseis, segundo a empresa7games app rouletteconsultoria empresarial McKinsey & Company.

A questão é que as baterias7games app rouletteíons7games app roulettelítio que usamos hoje7games app roulettedia dependem,7games app roulettegrande parte, da mineração e7games app rouletteprocessos industriais que prejudicam o meio ambiente.

E alguns dos materiais usados na fabricação dessas baterias são tóxicos e7games app roulettedifícil reciclagem. Muitos deles vêm7games app roulettepaíses com problemas7games app rouletterelação aos direitos humanos.

Para produzir grafite sintético, por exemplo, o carbono precisa ser aquecido por semanas a fio a mais7games app roulette3000 °C. A energia usada no aquecimento, muitas vezes, vem7games app rouletteusinas elétricas movidas a carvão na China, segundo a empresa7games app rouletteconsultoria Wood Mackenzie.

Por isso, a busca por materiais sustentáveis para uso7games app roulettebaterias que sejam amplamente disponíveis está aberta. E algumas pessoas dizem que podemos encontrá-los nas árvores.

Geralmente, as baterias precisam incluir um cátodo e um ânodo - os eletrodos positivo e negativo, respectivamente - para que as partículas carregadas chamadas íons possam fluir entre eles.

Quando a bateria é carregada, os íons7games app roulettelítio ou sódio, por exemplo, são transferidos do cátodo para o ânodo, onde ficam estacionados como carros7games app rouletteum edifício-garagem, como explica a consultora independente Jill Pestana, engenheira e cientista especializada7games app roulettebaterias da Califórnia, nos Estados Unidos.

"A principal propriedade desejável nessa estrutura7games app rouletteestacionamento7games app roulettematerial é que ela possa receber facilmente o lítio ou o sódio e deixar que ele saia, sem desintegrar-se", explica ela.

Quando a bateria é descarregada para alimentar algo como um carro elétrico, os íons retornam para o cátodo depois7games app rouletteliberar os elétrons, que se movem através do fio7games app rouletteum circuito elétrico, transferindo energia, no caso, para o veículo.

Pestana afirma que o grafite é um material "espetacular". Seu funcionamento como ânodo é tão confiável que permite que essas reações aconteçam. Materiais alternativos, incluindo as estruturas7games app roulettecarbono derivadas7games app roulettelignina, enfrentam dificuldade para demonstrar7games app rouletteadequação para o trabalho.

Mas existem diversas empresas que estão explorando o potencial da lignina no desenvolvimento7games app roulettebaterias. Uma delas é a sueca Bright Day Graphene, que produz grafeno, que é outra forma7games app roulettecarbono, a partir da lignina.

Também Lehtonen exalta as virtudes do material7games app rouletteânodo7games app roulettecarbono da7games app rouletteempresa, a Stora Enso, que o batizou7games app rouletteLignode. Ele não revela exatamente como a companhia transforma a lignina7games app rouletteuma estrutura7games app roulettecarbono rígida, nem o que é exatamente essa estrutura.

Ele informa apenas que o processo envolve o aquecimento da lignina, mas a temperaturas muito abaixo das necessárias para a produção7games app roulettegrafite sintético.

Uma característica importante da estrutura7games app roulettecarbono resultante é que ela é "amorfa", ou irregular, segundo Lehtonen. "Realmente, ela permite muito mais mobilidade7games app rouletteentrada e saída dos íons", afirma ele.

A Stora Enso afirma que isso os ajudará a fabricar baterias7games app rouletteíons7games app roulettelítio ou7games app roulettesódio que podem ser carregadas7games app rouletteaté oito minutos. O carregamento rápido é um objetivo importante dos desenvolvedores7games app roulettebaterias para veículos elétricos.

Em busca da sustentabilidade

Outra pesquisa sobre ânodos7games app roulettecarbono derivados7games app roulettelignina está sendo conduzida por Magda Titirici, do Imperial College7games app rouletteLondres, e seus colegas. Ela indica que é possível produzir esteiras condutoras que contêm estruturas7games app roulettecarbono complexas e irregulares, com muitos defeitos ricos7games app rouletteoxigênio.

Esses defeitos, aparentemente, ampliam a capacidade7games app roulettereação do ânodo com íons transferidos do cátodo7games app roulettebaterias7games app rouletteíons7games app roulettesódio, segundo Titirici. E, por7games app roulettevez, esta capacidade reduz o tempo7games app roulettecarregamento. "Esta esteira condutora é fantástica para baterias", afirma ela.

Wyatt Tenhaeff, da Universidade7games app rouletteRochester, no Estado7games app rouletteNova York (EUA), também produziu ânodos derivados7games app roulettelignina7games app rouletteambiente7games app roulettelaboratório.

A lignina "realmente é ótima", segundo ele, pois é um subproduto que, potencialmente, pode ter muitos usos.

Durante os experimentos, Tenhaeff e seus colegas descobriram que podem usar a lignina para produzir ânodos com estrutura autossustentante, que não necessitam7games app roulettecola, nem7games app roulettecoletores7games app roulettecorrente7games app roulettecobre, que são componentes comuns das baterias7games app rouletteíons7games app roulettelítio.

Isso pode reduzir o custo dos ânodos7games app roulettecarbono derivados7games app roulettelignina, mas o pesquisador tem dúvidas se eles poderão competir comercialmente com os ânodos7games app roulettegrafite.

"Simplesmente não acho que será uma mudança7games app rouletteprocesso suficiente,7games app roulettetermos7games app roulettecusto ou desempenho, para substituir o grafite, que está consagrado", afirma ele.

Existe também a questão da sustentabilidade. A pesquisadora Chelsea Baldino, do Conselho Internacional sobre Transporte Limpo, ressalta que, desde que a lignina usada para a produção7games app rouletteânodos seja extraída como subproduto do processo7games app roulettefabricação7games app roulettepapel, não será preciso cortar mais árvores para a produção7games app roulettebaterias.

Um porta-voz da Stora Enso confirmou que, atualmente, toda a lignina empregada pela companhia é "um subproduto do processo7games app roulettefabricação7games app roulettepolpa" e que seu uso não aumenta o número7games app rouletteárvores derrubadas, nem o volume7games app roulettemadeira consumido na fabricação7games app roulettepolpa.

Mas Pestana acrescenta que qualquer pessoa que procurar fabricar ânodos7games app roulettelignina deve garantir que a floresta7games app rouletteonde aquela lignina é extraída também seja sustentável. "Se a indústria da polpa não for sustentável, o material7games app roulettesi não é um material derivado7games app roulettefontes sustentáveis", explica ela.

O relatório anual da Stora Enso7games app roulette2021 afirma que a empresa "conhece a origem7games app roulettetoda a madeira que utiliza e 100% dela vêm7games app roulettefontes sustentáveis".

Existe pelo menos mais uma forma7games app rouletteque a lignina pode ser utilizada7games app roulettebaterias, além dos ânodos. Em abril7games app roulette2022, uma equipe7games app roulettepesquisa na Itália publicou um estudo sobre seus esforços para o desenvolvimento7games app rouletteum eletrólito com base7games app roulettelignina.

O eletrólito é o componente que fica entre o cátodo e o ânodo. Ele ajuda a fazer os fluxos fluírem entre os eletrodos, mas também força os elétrons a seguir o trajeto desejado através do circuito elétrico ao qual a bateria é conectada.

Em outras palavras, o eletrólito evita que os elétrons fiquem simplesmente pulando entre os eletrodos, o que deixaria o seu telefone celular morto e enterrado.

É possível conseguir polímeros para os eletrólitos a partir7games app rouletteóleo, segundo Gianmarco Griffini, da Universidade Politécnica7games app rouletteMilão, na Itália. Mas ele acrescenta que seria conveniente encontrar fontes alternativas, que sejam sustentáveis.

Griffini explica que a ideia7games app rouletteusar lignina surgiu depois que ele e seus colegas fizeram experiências com o uso do material7games app roulettepainéis solares, com resultados levemente abaixo do esperado.

"A eficiência que você obtém nas células solares é relativamente limitada porque a lignina é marrom e, por isso, realmente absorve parte da luz", explica ele. Mas, nas baterias, este problema não existe.

Para a produção7games app rouletteânodos, a lignina é tratada a quente para decompô-la nos seus carbonos constituintes. Mas Griffini, que se autodefine como o "'cara' dos polímeros", afirma que prefere usá-la na forma7games app roulettepolímero.

Com isso7games app roulettemente, ele e seus colegas desenvolveram um eletrólito polimérico7games app roulettegel que auxiliou o movimento dos íons7games app rouletteuma bateria experimental7games app roulettepotássio. "Realmente teve resultados muito bons", ele conta.

A viabilidade comercial7games app roulettetodas essas ideias ainda precisa ser comprovada. Magda Titirici acrescenta que, teoricamente, é possível fabricar uma bateria que use polímeros7games app roulettelignina no eletrólito e carbono derivado7games app roulettelignina no ânodo.

Quem sabe podemos até usar essa bateria para alimentar os componentes eletrônicos7games app roulettemadeira que foram descritos7games app rouletteoutro estudo, no ano passado. Seria a tecnologia perfeita para iluminar uma casa na árvore, não? Ou será que estaríamos indo longe demais?

Leia a versão original desta reportagem (em inglês) no site BBC Future.

- Este texto foi publicado7games app roulettehttp://vesser.net/geral-64243702