Quer navios elétricos? Construa uma bateria melhor


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.

Uma ilustração do Yara Birkeland, que transportará carga na Noruega usando energia da bateria.

Cortesia de Yara International ASA

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.



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