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Amazon, Panasonic e startups se preparam para o tsunami da onda de bateria

Amazon, Panasonic e startups se preparam para o tsunami da onda de bateria

Reprodução cnbc

Dentro de cada smartphone e tablet existe um tijolo denso com uma história sombria e complexa: sua bateria. O lítio que as balsas carregam de um lado para outro provavelmente começou nas salinas da América do Sul , onde meses de evaporação consomem milhões de toneladas de água em algumas das regiões mais secas do mundo. O cobalto que protege o material contra os estragos da recarga diária provavelmente veio da República Democrática do Congo , onde crianças teriam sido mutiladas e mortas ao extraí-lo do solo. Reunir os átomos variados e transformá-los em uma bateria de trabalho pode ter exigido milhares de pessoas de talvez uma dúzia de países. Então, depois de alguns anos de uso, os dispositivos gastos muitas vezes acabam em aterros sanitários e incineradores. Enquanto as baterias de íon de lítio estão prontas para saltar de dispositivos portáteis para carros, caminhões e casas, empresários e acadêmicos estão correndo para encontrar uma maneira de reutilizar os materiais adquiridos com dificuldade. Os investidores estão apostando milhões que uma empresa de Nevada, Redwood Materials, pode minerar lixo eletrônico em busca de metais. Um concorrente, o Li-Cycle, pretende decifrar o enigma logístico do transporte de baterias. Outros estão desenvolvendo a tecnologia para rejuvenescer baterias gastas sem quebrá-las totalmente. Ao atacar o problema em todas as frentes, as equipes trabalham em direção a um objetivo: transformar baterias gastas em um recurso valioso. “Estamos gastando todo esse dinheiro para fazer baterias, produtos químicos e queimá-los no final do ciclo”, disse Tim Johnston, co-fundador e presidente executivo da Li-Cycle. “Isso não está certo.” Membros da indústria falam com entusiasmo e trepidação sobre um “tsunami” de bateria que se aproxima. Globalmente, as pessoas já jogam fora mais de 500.000 toneladas de baterias de lítio hoje, de acordo com Ajay Kochhar, co-fundador e presidente da Li-Cycle, principalmente na forma de pequenos aparelhos eletrônicos. Mas, conforme o mundo faz a transição para uma economia elétrica, seu apetite por tijolos de íon-lítio deve aumentar dez vezes até 2030 . A maior parte dessa explosão será conduzida por veículos elétricos, que carregam baterias que pesam mais de 1.000 libras. “Estamos na ponta do iceberg”, diz Kochhar. Kochhar e outros veem esse problema como uma oportunidade de substituir a frágil e problemática cadeia de suprimentos de hoje por um sistema mais “circular”, que constrói a próxima geração de baterias com materiais de última geração. E eles não reciclarão apenas por reciclar. O mercado de reciclagem de baterias de íon-lítio sozinho pode valer US $ 18 bilhões por ano até 2030, estima o Statista , ante US $ 1,5 bilhão em 2019. Uma start-up líder no mercado dos EUA é a Redwood Materials, a mais recente empreitada do cofundador da Tesla JB Straubel. Durante os 16 anos que passou trabalhando como CTO da Tesla, Straubel percebeu que não havia nenhum plano para processar os carros no final de sua vida útil. E, ao contrário de um telefone, uma bateria de carro de meia tonelada não pode simplesmente definhar no fundo de uma gaveta de lixo. A maioria dos veículos elétricos está atualmente no seu auge (Straubel dirige o que ele acredita ser o Tesla mais antigo do planeta - um protótipo Roadster do final dos anos 2000), mas o tsunami começará quando os primeiros carros elétricos começarem a se aposentar em massa nos próximos cinco anos . Desde o lançamento em 2017, a Redwood Materials está se preparando para essa primeira onda. Localizada em Carson City, as duas instalações da start-up lidam atualmente com todos os resíduos e baterias defeituosas que saem da próxima Tesla Gigafactory, co-propriedade da Panasonic. Só a sucata da Panasonic fornece cerca de um gigawatt de material anualmente e uma dúzia de outros parceiros contribuem com uma quantidade semelhante, para um equivalente total de cerca de 20.000 toneladas de material por ano. A empresa também fez parceria recentemente com a Amazon para descartar baterias da gigante do varejo. Depois de classificar as chegadas recentes, a empresa usa processos proprietários envolvendo uma combinação de baterias em chamas para derreter seu conteúdo e submergí-los em líquidos que lixiviam os elementos desejados (embora o procedimento exato seja adaptado para se adequar ao tipo de bateria). No final, um porta-voz de RP disse, as técnicas recuperam 95% a 98% do níquel, cobalto, alumínio, grafite e mais de 80% do lítio de uma bateria. Muitos desses materiais são vendidos de volta para a Panasonic para fazer novas baterias Tesla. “A Redwood Materials montou uma excelente equipe que está trabalhando em colaboração conosco para lidar com uma ampla gama de fluxos de resíduos e desenvolver matérias-primas que podemos usar em nossos processos de fabricação de células”, disse Celina Mikolajczak, vice-presidente de tecnologia de baterias, Panasonic Energia da América do Norte. A empresa está atualmente trabalhando no aumento da capacidade de suas instalações em Carson City com a ajuda de US $ 40 milhões em financiamento do Capricorn Investment Group e Breakthrough Energy Ventures, um fundo de investimento ambiental que inclui o fundador da Amazon , Jeff Bezos, e o cofundador da Microsoft, Bill Gates . Johnston e Kochhar fundaram a Li-Cycle de maneira semelhante, lançando-a em 2016 depois de trabalharem juntos na Hatch, uma empresa de engenharia global especializada em produtos químicos para baterias. Eles estruturaram seus negócios em torno de um modelo de ‘hub and spoke’. Como as baterias apresentam risco de incêndio, seu transporte seguro pode ser caro. Para manter as distâncias baixas, a Li-Cycle pretende coletar baterias em instalações locais de “raios”, que fragmentam os tijolos em três componentes: invólucros de plástico, metais mistos (como folhas) e os materiais ativos como cobalto e níquel no coração da bateria - uma poeira escura conhecida como “massa negra”. Li-Cycle pode vender esses materiais diretamente ou enviar a massa negra para uma fábrica central e mergulhá-la em líquidos em temperatura ambiente que Johnston diz extrair os metais com eficiência de 90% a 95% - até mesmo lítio, que muitos processos lutam para conseguir capturar com eficiência. A empresa tem atualmente dois raios em funcionamento, um em Ontário, Canadá e outro em Rochester, Nova York, que podem quebrar um total de 10.000 toneladas de baterias de íon de lítio a cada ano. Li-Cycle anunciou recentemente planos para construir seu primeiro hub, também em Rochester, que será capaz de separar 25.000 toneladas de massa negra (de 65.000 toneladas de baterias) anualmente em lítio, cobalto, níquel e outros elementos a partir do final de 2022. Assim como a Redwood Materials, a empresa espera se expandir o mais rápido possível, tendo arrecadado cerca de US $ 50 milhões em financiamento até agora. “Este é um espaço grande e precisamos de um exército de recicladores”, diz Kochhar. Mas, olhando para o futuro, os pesquisadores observam que as margens de longo prazo das baterias de lixo para suas partes atômicas podem se provar extremamente pequenas. A estrutura química das baterias muda de ano para ano - a Panasonic reduziu o conteúdo de cobalto nas baterias Tesla em 60% entre 2012 e 2018, por exemplo. Essas mudanças podem exigir ajustes contínuos no processo de reciclagem e, ao mesmo tempo, torná-lo menos lucrativo (o cobalto é o elemento de bateria mais caro e valioso) Uma rota mais eficiente pode ser reciclar baterias em um nível superior, salvando sua estrutura molecular maior em oposição a seus átomos. Steve Sloop, químico e fundador de uma empresa de pesquisa de baterias chamada OnTo Technology, compara uma bateria a um prédio de apartamentos. Em vez de derrubá-lo para fazer madeira e tijolo, por que não renovar? “Muita energia é investida na fabricação [das baterias]”, diz ele. “Estamos tentando economizar esse investimento.” No caso das baterias de íon-lítio, isso significa substituir o lítio, que um pouco fica preso no andaime molecular da bateria a cada carga e descarga. Quando a bateria fica sem lítio de fluxo livre, ela morre. Em setembro, Sloop publicou um estudo de caso descrevendo como seu laboratório desmontou e triturou automaticamente baterias de recall da Apple, mergulhando seus materiais ativos em um banho rico em lítio para restaurá-los à condição original. O produto final marcou a primeira célula de combustível completa remontada de uma fonte industrial. E a OnTo Technology é apenas um grupo que busca essa estratégia de “reciclagem direta”. O Departamento de Energia financia um consórcio de pesquisa denominado ReCell Center , que apóia projetos semelhantes. O centro está atualmente organizando uma competição informal entre vários tipos diferentes de “relitiação” para ver qual tem o melhor desempenho, de acordo com Linda Gaines , analista de sistemas de transporte do Argonne National Laboratory, que está liderando o esforço. “A relitiação já percorreu um longo caminho”, diz ela. “Realmente está na fase em que podemos pensar em aumentar a escala.” Ampliar será o maior desafio que todas essas iniciativas enfrentam. No laboratório, reduzir as baterias a átomos ou substituir o lítio é relativamente fácil. Mas como coletar, transportar, classificar, desmontar, processar e redistribuir os milhões de toneladas de materiais que estão chegando é tudo menos isso. “Esta é uma nova tecnologia que está chegando ao mercado”, diz Gavin Harper , um cientista de materiais da Universidade de Birmingham que está envolvido com ReLib , um projeto de reciclagem de baterias do Reino Unido. “Não vimos os problemas e os desafios e também as oportunidades que isso vai criar.” Publicado pelo canal americano CNBC

Da Redação