Em uma entrevista para o site ECOA em 18/03/2022, o professor Janio Denis Gabriel da Engenharia Elétrica da PUCPR fala um pouco sobre a reciclagem de baterias de lítio utilizadas em veículos elétricos. A reportagem original de Antoniele Luciano pode ser acessado na íntegra no seguinte link: Reportagem Completa.
Que os veículos elétricos já são uma realidade no mundo, todos já sabem (ou deveriam saber). As principais marcas dos tradicionais veículos térmicos, ou a combustão interna, já possuem a disposição de seus clientes modelos híbridos (com tração à combustão + elétrico) e veículos puramente elétricos. Apesar das vendas e das unidades rodando em território brasileiro ainda não alcançarem números expressivos, o crescimento é elevado e vem acompanhando a mesma trajetória de outros mercados mais desenvolvidos no segmento de elétricos, como na Europa e Estados Unidos.
Apesar do custo de aquisição dos veículos elétricos ainda ser elevado para a maioria dos brasileiros, existe uma forte tendência de crescimento da frota de elétricos e híbridos, principalmente para veículos leves, pequenos utilitários e até pequenos caminhões para transporte urbano. Esse crescimento é um reflexo dos benefícios de um veículo elétrico, entre eles pode-se destacar a economia por quilômetro rodado, que chega a ser até 8 vezes menor se comparado com veículos a combustão, ótimo desempenho do motor elétrico, apresentando um excelente torque principalmente nas retomadas, a redução de ruídos pois o motor elétrico é silencioso, trazendo maior conforto acústico ao condutor do veículo e, claro, a não emissão de CO2 o que reduz a poluição emitida pelo veículo a zero.
Baterias de Lítio e seu Descarte
Porém, será mesmo que os veículos elétricos são realmente benéficos ao meio ambiente? Essa é a questão levantada na reportagem principal. Avaliando toda a cadeia de produção e os itens que compõem o veículo elétrico, alguns chamam mais atenção como é o caso das baterias de íons de lítio. Apesar das baterias de íons de lítio serem muito mais eficientes que as baterias chumbo-ácidas tradicionais, apresentando um desempenho e vida útil muito superiores, existe uma enorme preocupação com os impactos que o ciclo de vida desse item pode causar desde a sua produção até o descarte.
As baterias tradicionais chumbo-ácidas podem ser recicladas nos dias de hoje, porém seu descarte deve ser adequado pois o eletrólito pode causar danos ambientais severos. Por isso a melhor alternativa é a logística reversa desse item, pelos próprios fabricantes e distribuidores, responsáveis por reciclar o que é possível e destinar de forma adequada aquilo que não pode ser reciclado.
Tecnicamente as baterias a base de chumbo não apresentam características favoráveis para a aplicação em veículos elétricos, a tecnologia mais adequada no momento são as baterias de íons de lítio. Porém, diferentemente das baterias de chumbo, ainda não há uma política de logística reversa para as baterias de lítio desses veículos que também são compostos de componentes agressivos ao meio ambiente. Adicionalmente, a armazenagem das células das baterias de lítio deve ser cuidadosa, caso o eletrólito entre em contato com o oxigênio do ar, pode iniciar uma reação química violenta que libera muito calor e pode ser principiar um incêndio.
Por isso, são necessários vários cuidados no descarte de baterias de lítio. A resolução do CONAMA nº 257/99 apresenta regras para o descarte de baterias de lítio de forma correta, não só de baterias de lítio, mas de todos os acumuladores compostos por elementos químicos pesados como chumbo, cádmio e mercúrio nos seus compostos.
Durabilidade e Segunda vida das Baterias de Lítio de Veículos Elétricos
As baterias de íons de lítio utilizadas em um veículo elétrico têm elevada durabilidade, porém vão perdendo capacidade de fornecer potência instantânea e reduzem sua autonomia ao longo do tempo, traduzindo para o veículo em perda de potência e quilômetros rodados com a bateria completa.
Porém, ao final da utilização para os veículos elétricos essas baterias ainda podem ser utilizadas em outras aplicações antes de serem recicladas ou descartadas. Isso porque as baterias ainda apresentam uma boa capacidade de armazenamento de energia apesar de sua limitada capacidade de fornecer potência instantânea, sendo ainda muito suficiente para armazenamento de energia residencial e aplicações similares para fontes alternativas, como solar e eólica.
De acordo o Ph.D. Hanjiro Ambrose, Engenheiro da CARB – California Air Resources Board:
“Após 8 a 12 anos em um veículo, é provável que as baterias de lítio usadas em veículos elétricos retenham mais de dois terços de seu armazenamento de energia utilizável. Dependendo de sua condição, as baterias EV usadas podem fornecer 5 a 8 anos adicionais de serviço em uma aplicação secundária.”
Enquanto não há outra tecnologia para armazenamento de energia com as mesmas características elétricas, mas utilizando compostos menos agressivos ao meio ambiente ou mais fáceis de reciclar, a tecnologia do íon de lítio vai perdurar muito tempo. Algumas tecnologias de baterias a base de grafeno e até mesmo os supercapacitores feitos de compostos baseado em carbono são expectativas para o futuro, apesar apresentarem ótimos resultados ainda precisam ganhar escalabilidade de produção e, no caso do supercapacitor, redução de volume principalmente.
No curso de Engenharia Elétrica da PUCPR diversos projetos são desenvolvidos utilizando baterias de lítio e até supercapacitores. Pode-se citar aplicações pequenas em IoT (Internet of Things) que usam baterias de lítio para funcionarem distantes da rede elétrica, como rádios de comunicação remota, armazenamento de energia para bicicletas, carregador para veículos elétricos e sistema de partida de automóvel com supercapacitor.
Conheça um pouco mais do que é feito no curso de Engenharia Elétrica da PUCPR, conheça também o CISEI, laboratório que desenvolve projetos de Pesquisa e Desenvolvimento para o Setor Elétrico.
Autor: Prof. Janio Denis Gabriel – Engenharia Elétrica PUCPR