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Quando a palavra “lítio” surge, a maioria das pessoas pensa imediatamente em baterias. O metal alcalino macio é a espinha dorsal da tecnologia de íons de lítio, alimentando smartphones, fones de ouvido, smartwatches, veículos elétricos e até mesmo baterias descartáveis ​​comuns.

Marcas domésticas como a Energizer produzem baterias AA que dependem principalmente de lítio. Embora estas células descartáveis ​​sejam frequentemente descartadas após uma única utilização, o seu conteúdo de lítio raramente é recuperado. Mesmo as unidades recarregáveis ​​têm vida útil limitada e são frequentemente descartadas, deixando o metal não refinado e efetivamente desperdiçado.

Com milhares de milhões de baterias descartadas todos os anos, é natural perguntar-se:estamos a aproximar-nos de uma escassez de lítio e o que isso significaria para o nosso mundo movido pela tecnologia?

O lítio é um recurso finito e a sua extracção está concentrada nos países em desenvolvimento, onde a supervisão ambiental e ética pode ser limitada. Embora as perturbações na cadeia de abastecimento representem um risco imediato mais elevado do que um esgotamento global, as perspectivas a longo prazo para o lítio são mistas. Estudos geológicos confirmam que a crosta terrestre contém reservas significativas, mas o desafio reside na sua extracção económica.

De onde vem o lítio

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A vulnerabilidade do mercado global de lítio depende mais das nações produtoras do que das reservas totais. O Serviço Geológico dos EUA descreve as reservas mundiais de lítio como “relativamente abundantes” e os avanços na tecnologia de extracção aumentam continuamente a quantidade de lítio que pode ser extraída de forma viável. As estimativas actuais colocam as reservas extraíveis em cerca de 24 milhões de toneladas, um número que deverá aumentar à medida que os métodos melhoram.

Em 2024, a produção global atingiu cerca de 265.000 toneladas. No entanto, apenas seis países – Argentina, Austrália, Brasil, Chile, China e Zimbabué – representaram quase 40% dessa produção. Embora a maior parte do lítio seja extraída nestes países, as empresas que obtêm os lucros são muitas vezes multinacionais. Por exemplo, a LSM (La Sociedad Química y Minera) do Chile domina a extracção local e também detém participações significativas em depósitos australianos. A Albemarle, com sede nos EUA, opera minas nos EUA, Chile e Austrália. As empresas canadenses adquirem lítio no Chile e as empresas chinesas investem em minas australianas.

Dado que as principais empresas mineiras operam além-fronteiras, a cadeia de abastecimento é inerentemente frágil. A decisão de um único país de nacionalizar ou restringir os seus recursos de lítio – a decisão do Chile em 2023, por exemplo – poderá repercutir-se no mercado global, desestabilizando os preços e a disponibilidade.

Sem lítio, ficaríamos sem baterias

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Se o mundo esgotar as suas reservas de lítio, o setor das baterias enfrentará um défice catastrófico. As células de íons de lítio degradam-se naturalmente através da oxidação de eletrólitos, ciclos repetidos de carga e desgaste mecânico, chegando eventualmente a um ponto em que a substituição é necessária. A taxa de reciclagem do lítio é alarmantemente baixa:apenas cerca de 5% do metal é recuperado, deixando a maior parte em aterros.

Os fabricantes de veículos elétricos sentiriam o golpe de forma mais aguda, já que quase todos os VE dependem de conjuntos de iões de lítio com vida útil finita. Sem lítio novo para substituir as células gastas, os novos veículos parariam e as frotas existentes perderiam gradualmente a sua autonomia. Além do transporte, as baterias de lítio alimentam inúmeros produtos eletrónicos de consumo – auriculares sem fios, brinquedos, ferramentas elétricas – e desempenham um papel fundamental no armazenamento à escala da rede que sustenta os sistemas de energia renovável. Uma escassez global de lítio criaria, portanto, uma crise energética generalizada.

No entanto, a urgência de substituir toda a química da bateria pode ser exagerada. Se um novo material pudesse substituir o lítio na arquitetura de células existente, os fabricantes poderiam continuar a produzir projetos atuais enquanto mudavam para uma fonte de íons diferente.

Sódio e a busca por alternativas ao lítio

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Os engenheiros já estão a explorar as baterias de iões de sódio como um substituto viável. O sódio é abundante – cerca de 1.200 vezes mais que o lítio – e é facilmente extraído da água do mar, do solo e até do sal de cozinha. O baixo custo e a alta disponibilidade do material tornam-no um candidato atraente.

A compensação é o desempenho. As células de íon de sódio têm uma densidade de energia máxima de aproximadamente 160Wh/kg, em comparação com 220Wh/kg da tecnologia de íon de lítio. Consequentemente, um pacote de iões de sódio teria de ser cerca de 30% maior para fornecer a mesma capacidade – uma desvantagem significativa para aplicações sensíveis ao peso, como os VE. Além disso, as células de íon de sódio normalmente suportam de 5.000 a 6.000 ciclos de carga antes da degradação, aproximadamente metade do ciclo de vida das baterias de íon de lítio, que pode atingir 10.000 ciclos ou mais.

Apesar destas limitações, as baterias de iões de sódio ainda podem servir para armazenamento em grande escala onde o volume é menos crítico. O projecto BESS da China, por exemplo, emprega 40 MWh de armazenamento de iões de lítio, ilustrando o potencial para soluções à escala da rede.

Alternativas potenciais ao lítio

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Além do sódio, os investigadores estão a avaliar um espectro de alternativas – desde produtos químicos no estado sólido até conceitos não convencionais, como baterias líquidas e células à base de água do mar. As baterias líquidas preveem um futuro em que os veículos recebam eletrólito novo e pré-carregado – tal como reabastecer um carro a gasolina – eliminando a necessidade de infraestruturas de carregamento tradicionais. As baterias de estado sólido removem completamente o eletrólito líquido, usando materiais sólidos como sulfetos, óxidos ou polímeros para conduzir íons. Uma linha de trabalho promissora, defendida pelo prémio Nobel JohnGoodenough, propõe electrólitos à base de vidro que poderiam oferecer benefícios de segurança e desempenho, embora a viabilidade comercial continue por provar.

Embora os projetos de estado sólido sejam promissores, nenhum material ainda se igualou à combinação de densidade de energia, ciclo de vida e custo do lítio. Consequentemente, os líderes da indústria continuam a investir fortemente no refinamento dos iões de lítio, enquanto a investigação paralela explora alternativas.