Ainda este ano, o maior navio de contêineres totalmente elétrico do mundo deve fazer sua primeira viagem, partindo de um porto na Noruega e viajando pela costa da Escandinávia. Conhecido como Yara Birkeland, o navio foi encomendado pela Yara, uma empresa norueguesa de fertilizantes, para transportar seu produto pelo país. A empresa espera que o navio reduza as emissões de carbono, eliminando cerca de 40.000 viagens por ano que seriam feitas por caminhões movidos a diesel.
Existem cerca de 50.000 navios de carga operando em todo o mundo e a cada ano seus motores lançam cerca de 900 milhões de toneladas métricas de CO ~ 2 ~ e outros poluentes na atmosfera. De fato, os 15 maiores navios porta-contêineres emitem mais poluentes de óxido de nitrogênio e óxido de enxofre do que todos os carros do mundo juntos. A eletrificação de carros e outros modos de transporte promete reduzir significativamente as emissões de gases de efeito estufa, e o mesmo se aplica ao setor de transporte marítimo.
Mas as baterias convencionais de íon de lítio podem fornecer apenas energia suficiente para mover pequenos navios como o Yara Birkeland em distâncias curtas. Se quisermos eletrificar os maiores navios cargueiros do mundo, precisaremos de baterias melhores.
A construção de navios movidos a bateria vem com dois grandes problemas. A primeira é que as baterias convencionais de íons de lítio representam riscos à segurança porque usam eletrólitos líquidos para transportar íons de lítio entre os eletrodos. Se os componentes de uma bateria se degradarem, isso poderá fazer com que a célula aqueça rapidamente e falhe, um processo conhecido como fuga térmica. O calor da bateria pode levar a uma cascata de falhas nas baterias próximas. Se essas baterias liberarem seus produtos químicos à medida que falham, basta uma bateria pegar fogo e causar uma grande explosão. Isso seria ruim em qualquer lugar, mas é particularmente ruim no mar, onde há milhões de dólares em carga na linha e rotas de fuga limitadas para a tripulação.
No ano passado, um pequeno incêndio na sala de baterias de uma balsa elétrica híbrida na Noruega resultou em uma explosão. O operador da balsa conseguiu evacuar os passageiros e a tripulação para pousar antes da explosão, mas um evento semelhante em um navio de carga no meio do oceano poderia ser catastrófico.
A SPBES, uma empresa canadense de tecnologia de energia, está trabalhando para reduzir o risco de embarcações elétricas, projetando sistemas de energia marítima resistentes a fugas térmicas. O sistema de energia da empresa, atualmente instalado em cerca de 20 balsas e rebocadores em todo o mundo, usa baterias de lítio-níquel-manganês-cobalto ou NMC. Essa é a mesma química convencional de íons de lítio que você encontrará na maioria dos eletrônicos de consumo ou veículos elétricos, que tiveram o seu quinhão de problemas de fuga térmica.