Primeira manufatura de supercapacitores e baterias do Hemisfério Sul é instalada no CINE
Friday August 7th, 2020
Friday August 7th, 2020

Projeto busca parcerias com o setor industrial para desenvolver capacidade de produção no Brasil

Embora a transição energética para modelos mais sustentáveis que o atual, baseados em fontes renováveis como a energia solar e eólica, seja cada vez mais urgente e esteja cada vez mais presente no debate público, há ainda muitos desafios a serem enfrentados com a participação da Ciência e da Tecnologia. Em um cenário no qual bicicletas, carros, ônibus e outros veículos elétricos parecem cada vez mais próximos do nosso cotidiano, o que talvez não seja tão conhecido sejam as questões de segurança e viabilidade econômica ainda não equacionadas.

Dentre estes desafios que persistem entre o momento atual e um futuro sustentável, a existência de dispositivos e sistemas de armazenamento e liberação de energia adequados à demanda prevista certamente é um dos principais. No Centro de Inovação em Novas Energias (CINE), centro de pesquisa que reúne diferentes universidades e institutos de pesquisa brasileiros com seus parceiros internacionais, com fomento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e da Shell, a divisão de Armazenamento Avançado de Energia (AES) é dedicada justamente à superação desses desafios, atuando desde a pesquisa mais fundamental até o design de soluções de engenharia para supercapacitores, baterias e dispositivos híbridos (com características de supercapacitores e baterias).

A partir de uma trajetória de sucesso na pesquisa e desenvolvimento desses dispositivos na escala laboratorial das chamadas “coin cells” – com o tamanho aproximado de moedas de R$ 1 –, a AES está iniciando agora a operação da primeira manufatura de protótipos de supercapacitores e baterias na escala de “pouch cell” (células retangulares de 5 por 7 centímetros)  do Hemisfério Sul. A manufatura está instalada na Faculdade de Engenharia Elétrica e Computação (FEEC) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), nos Carbon Sci-Tech Labs, grupo de pesquisa coordenado por Hudson Zanin, que também atua como coordenador de projeto na AES. “Toda a tecnologia de supercapacitores e baterias de íons de lítio e similares que utilizamos aqui no Brasil é importada. Assim, nossa ideia é, em parceria com a indústria nacional, avançarmos na possibilidade de produzirmos esses dispositivos aqui no País”, registra Zanin

“Na manufatura, os pesquisadores já produziram pouch cells de supercapacitores, e a montagem de módulos com várias dessas células são um próximo e importante passo, assim, a bicicleta elétrica com recarga imediata (em três minutos) e autonomia de dois quilômetros já desenvolvida pelo grupo poderá funcionar com tecnologia 100% nacional”.

Na manufatura, os pesquisadores já produziram pouch cells de supercapacitores, e a montagem de módulos com várias dessas células são o próximo passo. Assim, a bicicleta elétrica com recarga imediata (em três minutos) e autonomia de dois quilômetros já desenvolvida pelo grupo com módulos comerciais poderá funcionar com tecnologia 100% nacional. Em breve, devem iniciar também a produção de protótipos de baterias de íons de lítio e materiais alternativos, como sódio, potássio e zinco, que possam contribuir justamente com sistemas mais seguros, limpos e baratos de armazenamento e liberação de energia. “Com a manufatura, passamos da escala laboratorial, das coin cells, em que nossos resultados já estavam bem consolidados, para as pouch cells, que permitem o agrupamento em módulos, o que torna todo o processo facilmente escalonável para o uso industrial. Exemplos de aplicações, além dos veículos elétricos, são sistemas de backup de energia quando há falha na rede elétrica em instalações como hospitais, em que não pode haver nem mesmo o menor intervalo no fornecimento”, explica Zanin.

A manufatura é formada por um parque de equipamentos adquiridos com recursos do CINE, na ordem de R$ 500 mil. O funcionamento desses equipamentos diz respeito a três conjuntos principais de ações: produção dos eletrodos; empilhamento e alinhamento desses eletrodos, seguidos de testes eletroquímicos e caracterização do material; e selagem final do dispositivo em atmosfera inerte, isenta de umidade. “É um trabalho em equipe, que envolve várias pessoas, desde aquelas com o conhecimento de supercapacitores, por exemplo, até as responsáveis pela manutenção e por ajustes de vários detalhes nos equipamentos da manufatura”, destaca Lenon Henrique da Costa, que também integra o grupo de pesquisa.

“Além de ser uma área crucial em todo o mundo pela questão energética, é preciso considerar que temos, no Brasil, reservas importantes de grafite e bauxita, por exemplo, matérias-primas essenciais à fabricação desses dispositivos, além das possibilidades envolvendo o nióbio. São materiais com os quais podemos trabalhar nas pesquisas científicas e, depois, validar no nível de engenharia na manufatura”, complementa Costa, que realiza seu doutorado na FEEC sob a orientação de Zanin.

“A força de transformação é muito grande e deve passar pelo Brasil. Resta saber se seremos englobados por ela como consumidores de tecnologia ou se faremos parte do seleto time que desenvolverá esta tecnologia”, conclui Zanin.

O funcionamento da manufatura pode ser conferido neste vídeo. O contato com os pesquisadores pode ser feito através dos canais de comunicação do CINE, em (19) 3521-4605 ou cinehub@cine.org.br.


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