Relatório do NREL afirma que novos métodos de avaliação, incluindo IA, ajudarão a tornar as baterias futuras mais seguras.
As baterias de íons de lítio já foram vistas como uma solução cara de armazenamento de energia com cadeias de suprimentos tênues, mas a produção em massa as tornou acessíveis e prontamente disponíveis para uma ampla variedade de aplicações. Eletrônicos de consumo, veículos elétricos e, mais importante, sistemas de armazenamento de energia baseados em bateria (BESS) se beneficiaram.
Ao mesmo tempo, a tecnologia avança. Ainda que os impulsionadores iniciais para tecnologias alternativas ao íon de lítio, como preço e fornecimento, não exerçam tanta pressão, eles permanecerão em ação e serão reforçados por preocupações de segurança e limites de fabricação. Pesquisa recente Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) dos EUA observa que as alternativas aos íons de lítio, incluindo ânodos de metais alcalinos, eletrólitos sólidos e materiais abundantes na terra, como sódio e enxofre, estão chegando à comercialização em células de bateria.
De acordo com os pesquisadores do NREL, algumas das características dos sistemas de próxima geração que prometem BESS mais seguros, resilientes e leves não foram completamente avaliadas em relação a desafios potenciais, como liberação rápida de gás, subprodutos tóxicos e reações térmicas extremas. Embora as baterias de íons de lítio sejam bem compreendidas, em comparação, devido à sua onipresença e décadas de operação, as tecnologias mais recentes exigem novos métodos de pesquisa, disse o NREL.
Os pesquisadores do NREL escreveram um artigo revisado na revista Nature que examina as questões trazidas pelas baterias de próxima geração e quais novas ferramentas e procedimentos de teste são necessários para entendê-los melhor. O relatório oferece perspectivas sobre o seguinte:
- Como a segurança e a tolerância ao mau uso das células provavelmente mudarão para tecnologias emergentes;
- Desafios e oportunidades para reimaginar projetos seguros de células e baterias;
- Lacunas no conhecimento atual;
- Capacidades para entender os perigos da fuga térmica e como resolvê-los;
- Como os testes de abuso padrão podem precisar se adaptar a novos desafios; e
- Como a pesquisa precisa apoiar os profissionais afetados, desde projetistas de embalagens até socorristas, para gerenciar riscos e garantir a implantação segura de células de próxima geração em aplicações.
“Estamos vendo diferenças importantes na cinética, toxicidade, robustez mecânica e estratégias de supressão de incêndio para novos materiais”, afirmou Donal Finegan, cientista sênior de armazenamento de energia do NREL e um dos autores do artigo da Nature. “Quanto melhor entendermos esses riscos, mais seguros poderemos projetar e preparar os sistemas de bateria do futuro.”
De acordo com o NREL, avanços recentes em modelagem e inteligência artificial podem avançar sua compreensão de novos materiais. Essas técnicas ajudarão a garantir a segurança de projetos de baterias emergentes e prever como elas se comportarão em diferentes aplicações, como BESS em escala de rede.
