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Jul 27, 2023

Simplificando a produção de lítio

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Quando se trata de inovações em baterias, muita atenção é dada a potenciais novos produtos químicos e materiais. Muitas vezes esquecida é a importância dos processos de produção para reduzir custos.

Agora, a 24M Technologies, spinout do MIT, simplificou a produção de baterias de íons de lítio com um novo design que requer menos materiais e menos etapas para fabricar cada célula. A empresa afirma que o design, que chama de “SemiSolid” devido ao uso de eletrodos pegajosos, reduz os custos de produção em até 40%. A abordagem também melhora a densidade energética, a segurança e a reciclabilidade das baterias.

A julgar pelo interesse da indústria, a 24M está no caminho certo. Desde que saiu do modo furtivo em 2015, a 24M licenciou sua tecnologia para empresas multinacionais, incluindo Volkswagen, Fujifilm, Lucas TVS, Axxiva e Freyr. Estas últimas três empresas estão a planear construir gigafábricas (fábricas com capacidade de produção anual à escala de gigawatts) baseadas na tecnologia 24M na Índia, China, Noruega e Estados Unidos.

“A plataforma SemiSolid foi comprovada na escala de centenas de megawatts produzidos para sistemas residenciais de armazenamento de energia. Agora queremos provar isso na escala de gigawatts”, diz o CEO da 24M, Naoki Ota, cuja equipe inclui o cofundador da 24M, cientista-chefe e professor do MIT, Yet-Ming Chiang.

O estabelecimento de linhas de produção em grande escala é apenas a primeira fase do plano da 24M. Outra vantagem importante do design da bateria é que ela pode funcionar com diferentes combinações de produtos químicos de íons de lítio. Isso significa que os parceiros da 24M podem incorporar materiais de melhor desempenho no futuro, sem alterar substancialmente os processos de fabricação.

O tipo de produção rápida e em grande escala de baterias da próxima geração que a 24M espera permitir poderá ter um impacto dramático na adopção de baterias em toda a sociedade – desde o custo e desempenho dos carros eléctricos até à capacidade da energia renovável para substituir os combustíveis fósseis.

“Esta é uma tecnologia de plataforma”, diz Ota. “Não somos apenas uma operadora de baixo custo e alta confiabilidade. É isso que somos hoje, mas também podemos ser competitivos com a química da próxima geração. Podemos usar qualquer produto químico do mercado sem que os clientes alterem suas cadeias de fornecimento. Outras startups estão tentando resolver esse problema amanhã, não hoje. Nossa tecnologia pode resolver o problema hoje e amanhã.”

Um design simplificado

Chiang,que é Professor Kyocera de Ciência e Engenharia de Materiais do MIT,teve seu primeiro vislumbre da produção de baterias em larga escala depois de cofundar outra empresa de baterias, a A123 Systems, em 2001. Enquanto essa empresa se preparava para abrir o capital no final dos anos 2000, Chiang começou a se perguntar se poderia projetar uma bateria que fosse mais fácil manufaturar.

“Tive uma visão de como era a fabricação de baterias e o que me impressionou foi que, embora tenhamos conseguido, era um processo de fabricação incrivelmente complicado”, diz Chiang. “Derivou da fabricação de fita magnética que foi adaptada para baterias no final da década de 1980.”

Em seu laboratório no MIT, onde é professor desde 1985, Chiang começou do zero com um novo tipo de dispositivo que ele chamou de “bateria de fluxo semissólida” que bombeia líquidos transportando eletrodos baseados em partículas de e para tanques para armazenar uma carga. .

Em 2010, Chiang fez parceria com W. Craig Carter, que é professor de Ciência e Engenharia de Materiais da POSCO do MIT, e os dois professores supervisionaram um aluno, Mihai Duduta '11, que explorou baterias de fluxo para sua tese de graduação. Em um mês, Duduta desenvolveu um protótipo no laboratório de Chiang e nasceu o 24M. (Duduta foi a primeira contratação da empresa.)