Nova proposta quer transformar cocó humano em energia para os carros elétricos

Afinal, o futuro das baterias, será estado sólido, uma melhor tecnologia de iões de lítio, serão as LFP ou há algo que poderá mudar todo este paradigma? Há uma investigação que propõe utilizar urina e excrementos humanos para equipar os carros elétricos.

Carros elétricos:  a corrida às novas baterias

Enquanto esperamos pelas baterias de estado sólido, a Universidade de Córdoba tem uma ideia para o carro elétrico: cocó humano. Isto porque o nosso país vizinho, Espanha, produz um milhão de toneladas de excrementos humanos secos e há quem queira usá-los para potenciar as baterias dos carros elétricos baseadas em lítio-enxofre.

A indústria automóvel lançou-se nos braços da eletrificação. Seja com híbridos, híbridos plug-in ou 100% elétricos, todos usam baterias, e a chave para convencer mais utilizadores a darem o salto do carro de combustão é garantir autonomias maiores.

As baterias de estado sólido são uma das tecnologias em investigação, mas há outras muito promissoras, como as de lítio-enxofre, e a Universidade de Córdoba acredita que há dois ingredientes secretos para melhorar a fórmula: urina e excrementos.

Por que o lítio-enxofre é tão promissor

Li-S. Não são novas. Há mais de uma década que se fala das baterias de sulfureto de lítio, e enquanto se atinge a economia de escala necessária para que as de estado sólido se imponham, as de lítio-enxofre são uma das grandes esperanças para os carros elétricos.

Têm o dobro da densidade energética real das de iões de lítio, o enxofre é extremamente abundante e económico comparado com materiais críticos como o cobalto ou o níquel, não é algo controlado pela China, é mais seguro porque o risco de fuga térmica é menor e o impacto ambiental é reduzido.

Não são perfeitas, já que a condutividade é baixa, os processos de fabrico não estão tão otimizados como os das alternativas atuais e, sobretudo, a vida útil é muito limitada: apesar dos avanços, apenas 300-500 ciclos de carga face aos 1.000 a 3.000 das baterias de iões de lítio.

No entanto, como referimos, tornaram-se uma tecnologia promissora, e a Universidade de Córdoba quer que um dos ingredientes da bateria seja… cocó.

Lodos municipais: transformar cocó em carvão ativado

O Instituto Químico para a Energia e o Ambiente, ou IQUEMA, da Universidade de Córdoba publicou um estudo onde testa o potencial dos lodos de uma estação depuradora municipal para os converter em carvão ativado.

Trata-se de um material essencial para as baterias de lítio-enxofre, já que funciona como condutor, e consideram que é a resposta ao desafio da otimização dos elétrodos destas baterias.

Conforme é referido, o enxofre tem vantagens, mas uma das grandes deficiências é o seu índice de condutividade. Para isso é necessário carvão ativo e outras matrizes condutoras que são caras de produzir. Mas claro, se essa matriz condutora for criada a partir de resíduos que todas as cidades do mundo produzem inevitavelmente, a situação muda.

Para o efeito, o IQUEMA utilizou lodos provenientes da estação de tratamento de águas residuais de Villaviciosa de Córdoba. Esta instalação utiliza um sistema de tratamento que gera um lodo com uma composição interessante para levar a cabo a experiência:

• É rico em matéria orgânica.
• Também em metais, azoto e fósforo.

Combinados, podem criar um material com um bom índice de desempenho eletroquímico.

O processo é o seguinte:

• Secagem: o lodo é seco e pulverizado.
• Modificação química: adiciona-se potassa como agente químico para tornar o material mais poroso.
• Pirólise: a mistura é submetida a temperaturas de 800º para converter a matéria orgânica em carvão ativado.
• Mistura com enxofre: assim, o enxofre fica preso na matriz de carvão ativo e o último passo seria integrá-lo nos elétrodos da bateria.

Resultados e vantagens desta abordagem

As investigadoras concluíram que o carvão ativado obtido tem propriedades ideais para ser utilizado nestas baterias. A sua estrutura porosa e o enriquecimento com azoto melhoram o transporte de eletrões e iões, e o material resultante apresenta um elevado teor de enxofre. Isto permite que a bateria tenha grande estabilidade eletroquímica.

Ou seja, um dos grandes problemas desta tecnologia, a baixa condutividade do enxofre no cátodo, é mitigado pela matriz criada a partir dos lodos de Villaviciosa de Córdoba. E devido à natureza da matéria-prima, é mais fácil de reciclar do que outras baterias convencionais, para as quais é necessário desenvolver tecnologias adicionais de sustentabilidade.

Segundo as investigadoras, é uma via que vale a pena explorar porque “triplica a capacidade de armazenamento de uma bateria de iões de lítio”.

Tendo em conta os resultados, é provável que vejamos mais estudos nesta direção. Resolve um problema duplo: a gestão de resíduos dos municípios ao convertê-los em material essencial para resolver um dos desafios das baterias de lítio-enxofre. E o interessante é que o IQUEMA não se ficou apenas pelos lodos da depuradora.

Anteriormente explorou-se o potencial de subprodutos agroindustriais, como caroços de azeitona e abacate, mas também cascas de amêndoa e pistácio. O problema é que estes materiais já têm procura noutros sectores (como compostagem ou aquecimento), e é aí que reside a grande vantagem dos excrementos humanos: “ninguém” os quer.