Nióbio para inovar: Guilherme Cordeiro, idealizador do NanoBlog, se une ao fundador da Bender Motors, Andrew Correa, em proposta de desenvolvimento de nova química de baterias

Parceria entre Guilherme Cordeiro, idealizador do NanoBlog, e Andrew Correa, fundador e CEO da Bender Motors, visa ações em Pesquisa & Desenvolvimento de nova fórmula à base de nióbio para eletrodos positivos de baterias de íon-lítio

Desenvolver novos componentes para baterias é um desafio para as fabricantes de veículos elétricos. Além de desempenho e segurança, eliminar a necessidade de recursos oriundos de fontes preocupantes, como o cobalto presente nos eletrodos positivos (cátodos) de baterias, é primordial para o sucesso do produto final.

Para inovar nesta área, a Bender decidiu se concentrar no nióbio brasileiro, parte importante do plano para substituir o cobalto que é extraído principalmente na África Central por meio de práticas descuidadas e exploratórias. Garantir um fornecimento de baterias mais sustentáveis e responsáveis é o futuro do mercado e, definitivamente, onde o Brasil pode se destacar nesta área . Então, por que o nióbio como metal alternativo?

Nesse contexto, este artigo objetiva desmistificar as razões pelas quais esse “ouro” brasileiro ajudará a Bender Motors a dispensar o uso de cobalto produzido na África e, assim, garantir uma produção mais sustentável de seus veículos elétricos.

Nióbio para eliminar cobalto de baterias

Para iniciar este assunto, precisamos falar sobre o elefante na sala, o cobalto. Procurado pela sua excelente habilidade de estabilizar os compostos hospedeiros dos íons lítio, contidos no cátodo, durante o carregamento e, consequentemente, contribuir para que baterias tenham vida mais longa, o cobalto está cada vez mais em alta. Em 2029, a demanda por este metal será equivalente a 300.000 toneladas em comparação às 70.000 toneladas consumidas em 2019, segundo estimativas da Benchmark Minerals.

Mais de 60% do cobalto disponível no mercado é produzido na República Democrática do Congo, onde a sua extração e exploração tem sido conectada à corrupção, destruição ambiental, trabalho infantil e violações de direitos humanos. A Bender Motors, por outro lado, utilizará o nióbio – extraído no Brasil em minas a céu aberto, sem uso de explosivos, e beneficiado no próprio país com o uso de tecnologia nacional – para desenvolver e fabricar os eletrodos positivos das baterias de seus veículos elétricos.

Conforme identificado pelo programa da Bender de Tecnologia Eletroquímica, que está em fase de estudos de viabilidade, o nióbio funciona, em cátodos, como um “melhorador”; o metal, de forma análoga ao cobalto, retém a capacidade (a quantidade de energia fornecida) com o decorrer dos ciclos de carga e descarga. Um veículo Bender, por exemplo, com um pack de 80 kWh consumirá, pelo menos, cerca de 2 kg de nióbio.

O plano é continuar os estudos de engenharia, incluindo as atividades de pesquisa básica e experimental, no segundo semestre deste ano. Para lançamento do produto mínimo viável em 2021, haverá também avaliações de desempenho elétrico e segurança da nova tecnologia de íon-lítio aprimorada com o nióbio. A Bender já está em negociações com parceiros estratégicos para a prototipagem.

Benefícios além da vida cíclica

Além de sua importância se comparar à do cobalto, o nióbio possui outras vantagens quando aplicado no desenvolvimento de materiais para eletrodos positivos de baterias. O programa de Tecnologia Eletroquímica da Bender identificou, por exemplo, que o nióbio proporciona melhoria das características térmicas, o que favorece segurança.

Outra possibilidade é a de obter baterias que possam permitir o uso de correntes elevadas de carga/descarga, sem prejudicar as capacidades de energia. De acordo com os estudos de viabilidade do programa, o nióbio causa a expansão da estrutura dos compostos hospedeiros dos íons lítio, o que proporciona melhores caminhos de difusão dos íons. Com isso, a carga, sobretudo, tende a se tornar mais rápida.

A esses benefícios, somam-se boas práticas de exploração. 75% do total das reservas brasileiras concentram-se na cidade de Araxá (MG), segundo o Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM) – extinto em 2018 para dar lugar à Agência Nacional de Mineração (ANM). Lá, a mineração é feita a céu aberto, ou seja, sem perfuração de túneis nem uso de explosivos – é realizada apenas por escavação.

Os resíduos gerados no beneficiamento do minério são armazenados em barragens cujos fundos são revestidos por um plástico de alta resistência, o que reduz o risco de contaminação do solo. Os reservatórios de rejeitos construídos conforme o método a jusante, em que a elevação do dique inicial é feita na direção do fluxo da água, uma técnica mais segura do que o alteamento a montante, no qual os novos diques são construídos sobre os próprios rejeitos. As barragens de mineradoras em Brumadinho (MG) e Mariana (MG), por exemplo, que sofreram rompimentos, adotavam essa tecnologia, agora vetada no país.

Sobre o Nióbio

O nióbio é o elemento químico que pertence ao Grupo 5 da Tabela Periódica, com número atômico 41. É um metal prateado brilhante, macio e dúctil. É utilizado, principalmente, na produção de aços especiais e superligas, com aplicações na construção civil, indústria automobilística, aeroespacial, entre outras.

O Brasil destaca-se como detentor de mais de 90% das reservas mundiais exploráveis, maior produtor e exportador. Além das reservas concentradas em Araxá, 21% do total estão em depósitos não comerciais na Amazônia e 4% localizam-se em Catalão (GO), de acordo com dados da ANM.

Diante dos benefícios do uso do nióbio em baterias e da disponibilidade no Brasil, a Bender acredita que se move na direção correta – eliminar o cobalto de baterias para garantir uma produção mais responsável e sustentável de seus veículos elétricos. Deixe sua opinião sobre o assunto e indique este artigo para seus amigos que se identificam com o tema.

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Versão publicada originalmente no Blog da Bender.

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Sobre o Autor: Sou Cientista de Materiais, criador do NanoBlog e membro da Bender Motors, startup do setor automotivo que desenvolve baterias e veículos elétricos. Te ajudo a inovar produtos com transformação estratégica de matérias-primas em soluções para mobilidade sustentável. Criei o NanoBlog com a missão de ajudar a transformar continuamente a vida das pessoas por meio da Nanotecnologia. Eu acredito que Nanotecnologia não é somente sobre criar produtos, mas também sobre mudar a vida das pessoas. E que criar produtos sustentáveis é a melhor forma de melhorar a qualidade de vida e ambiental. Conte comigo para desenvolver produtos e estimular negócios com as Pequenas Dimensões que geram Grandes Inovações!