[A densidade energética das baterias de lítio no futuro poderá atingir 1,5 a 2 vezes a atual, o que significa que as baterias ficarão menores.]
[A redução de custos das baterias de íon-lítio varia, no máximo, entre 10% e 30%. É difícil reduzir o preço pela metade.]
De smartphones a carros elétricos, a tecnologia de baterias está gradualmente se infiltrando em todos os aspectos da vida. Então, qual será o rumo das baterias no futuro e que mudanças elas trarão para a sociedade? Com essas questões em mente, um repórter do First Financial entrevistou no mês passado Akira Yoshino, cientista japonês que ganhou o Prêmio Nobel de Química deste ano por suas baterias de íon-lítio.
Na opinião de Yoshino, as baterias de íon-lítio continuarão a dominar a indústria de baterias nos próximos 10 anos. O desenvolvimento de novas tecnologias, como inteligência artificial e a Internet das Coisas, trará mudanças “impensáveis” para as perspectivas de aplicação das baterias de íon-lítio.
Mudança inimaginável
Quando Yoshino tomou conhecimento do termo "portátil", percebeu que a sociedade precisava de uma nova bateria. Em 1983, nasceu no Japão a primeira bateria de lítio do mundo. Akira Yoshino produziu o primeiro protótipo mundial de uma bateria recarregável de íon-lítio e deu uma contribuição excepcional para o desenvolvimento de baterias de íon-lítio amplamente utilizadas em smartphones e veículos elétricos no futuro.
No mês passado, Akira Yoshino disse em entrevista exclusiva ao No. 1 Financial Journalist que, após saber que havia ganhado o Prêmio Nobel, ele “não tinha sentimentos reais”. “As entrevistas completas que vieram depois me deixaram muito ocupado, e eu não conseguia ficar muito feliz”, disse Akira Yoshino. “Mas, à medida que o dia da entrega do prêmio em dezembro se aproxima, a realidade da premiação se torna mais palpável.”
Nos últimos 30 anos, 27 japoneses ou acadêmicos japoneses ganharam o Prêmio Nobel de Química, mas apenas dois deles, incluindo Akira Yoshino, receberam a premiação como pesquisadores corporativos. “No Japão, pesquisadores de institutos de pesquisa e universidades geralmente recebem prêmios, e poucos pesquisadores corporativos da indústria são laureados”, disse Akira Yoshino ao First Financial Journalist. Ele também enfatizou as expectativas da indústria. Acredita que há muita pesquisa de nível Nobel dentro das empresas, mas que a indústria japonesa precisa aprimorar sua liderança e eficiência.
Yoshino Akira acredita que o desenvolvimento de novas tecnologias, como inteligência artificial e Internet das Coisas, trará mudanças “impensáveis” para as perspectivas de aplicação das baterias de íon-lítio. Por exemplo, o avanço do software acelerará o processo de design de baterias e o desenvolvimento de novos materiais, podendo influenciar o uso da bateria e permitindo que ela seja utilizada no ambiente ideal.
Yoshino Akira também está muito preocupado com a contribuição de sua pesquisa para a solução dos problemas globais de mudança climática. Ele disse ao First Financial Journalist que foi premiado por dois motivos. O primeiro é contribuir para o desenvolvimento de uma sociedade móvel inteligente; o segundo é fornecer um meio importante para a proteção do meio ambiente global. “A contribuição para a proteção ambiental se tornará cada vez mais evidente no futuro. Ao mesmo tempo, esta também é uma grande oportunidade de negócios”, disse Akira Yoshino a um repórter financeiro.
Durante uma palestra na Universidade Meijo, o professor Yoshino Akira disse aos alunos que, dadas as grandes expectativas do público em relação ao uso de energias renováveis e baterias como medida para combater o aquecimento global, ele apresentará suas próprias informações, incluindo reflexões sobre questões ambientais.
Quem dominará a indústria de baterias?
O desenvolvimento da tecnologia de baterias desencadeou uma revolução energética. De smartphones a carros elétricos, a tecnologia de baterias está presente em todos os lugares, transformando todos os aspectos da vida das pessoas. O fato de as baterias do futuro serem mais potentes e mais baratas afetará a todos nós.
Atualmente, a indústria está empenhada em aprimorar a segurança das baterias e, ao mesmo tempo, aumentar sua densidade energética. A melhoria do desempenho das baterias também contribui para o combate às mudanças climáticas por meio do uso de energias renováveis.
Na opinião de Yoshino, as baterias de íon-lítio continuarão a dominar a indústria de baterias nos próximos 10 anos, mas o desenvolvimento e a ascensão de novas tecnologias também continuarão a fortalecer a valorização e as perspectivas do setor. Yoshino Akira disse ao First Business News que a densidade energética das baterias de lítio no futuro poderá atingir de 1,5 a 2 vezes a atual, o que significa que a bateria ficará menor. "Isso reduz a quantidade de material e, consequentemente, o custo, mas não haverá uma redução significativa no custo do material", afirmou. "A redução no custo das baterias de íon-lítio é, no máximo, entre 10% e 30%. Reduzir o preço pela metade é muito mais difícil."
Será que os dispositivos eletrônicos carregarão mais rápido no futuro? Em resposta, Akira Yoshino afirmou que um celular é totalmente carregado em 5 a 10 minutos, o que já foi comprovado em laboratório. No entanto, o carregamento rápido exige alta voltagem, o que afeta a vida útil da bateria. Na prática, em muitas situações, as pessoas podem não precisar de um carregamento tão rápido.
Desde as primeiras baterias de chumbo-ácido, passando pelas baterias de níquel-hidreto metálico, que são o pilar de empresas japonesas como a Toyota, até as baterias de íon-lítio usadas pela Tesla em 2008, as baterias de íon-lítio líquidas tradicionais dominaram o mercado de baterias de alta potência por dez anos. No futuro, a contradição entre a densidade de energia e os requisitos de segurança da tecnologia tradicional de baterias de íon-lítio se tornará cada vez mais evidente.
Em resposta aos experimentos e produtos de baterias de estado sólido de empresas estrangeiras, Akira Yoshino disse: "Acredito que as baterias de estado sólido representam uma direção futura, e ainda há muito espaço para melhorias. Espero ver novos avanços em breve."
Ele também afirmou que as baterias de estado sólido são tecnologicamente semelhantes às baterias de íon-lítio. "Com o aprimoramento da tecnologia, a velocidade de natação das baterias de íon-lítio poderá finalmente atingir cerca de quatro vezes a velocidade atual", disse Akira Yoshino a um repórter do First Business News.
As baterias de estado sólido são baterias de íon-lítio que utilizam eletrólitos de estado sólido. Ao substituírem os eletrólitos orgânicos potencialmente explosivos das baterias de íon-lítio tradicionais, os eletrólitos de estado sólido resolvem dois grandes problemas: alta densidade de energia e alta segurança. Com a mesma densidade de energia, a bateria que substitui o eletrólito orgânico apresenta maior densidade de energia, além de maior potência e vida útil prolongada, o que representa a tendência de desenvolvimento da próxima geração de baterias de lítio.
Mas as baterias de estado sólido também enfrentam desafios, como a redução de custos, a melhoria da segurança dos eletrólitos sólidos e a manutenção do contato entre os eletrodos e os eletrólitos durante os processos de carga e descarga. Atualmente, muitas montadoras globais gigantes estão investindo fortemente em pesquisa e desenvolvimento de baterias de estado sólido. Por exemplo, a Toyota está desenvolvendo uma bateria de estado sólido, mas o custo não foi divulgado. Instituições de pesquisa preveem que, até 2030, a demanda global por baterias de estado sólido deverá se aproximar de 500 GWh.
O professor Whitingham, que dividiu o Prêmio Nobel com Akira Yoshino, afirmou que as baterias de estado sólido podem ser as primeiras a serem usadas em pequenos dispositivos eletrônicos, como smartphones. "Porque ainda existem grandes problemas na aplicação em sistemas de grande escala", disse o professor Whitingham.
Data da publicação: 16 de dezembro de 2019