Baterias de Nióbio, uma invenção brasileira que promete ser a solução para tecnologias de baterias Fala Amantes da Engenharia, meu nome é Igor Felipe e hoje vamos falar sobre um desenvolvimento recente em tecnologias de baterias, que é a utilização de Nióbio na fabricação delas. Mas, afinal de contas, o que é nióbio? O nióbio é um elemento químico, identificado através do símbolo Nb. Ela se encontra no grupo 5 da tabela periódica e possui número atômico 41 e massa atômica de 92,9 O metal foi descoberto em 1801 pelo químico inglês Charles Hatchett a partir de estudos do mineral columbita. Na época ele nomeou o novo elemento
encontrado de columbium (Cb) Posteriormente em 1846, de forma independente o químico alemão Henrich Rose descobriu o elemento e nomeou ele como nióbio, nome adotado pela comunidade internacional a partir de 1950. Mas foi só em meados do século XX que o elemento começou a ganhar mais evidência. Isso porque o nióbio tem a capacidade de transformar as propriedades de outros materiais. Isso faz com que o nióbio tenha inúmeras utilidades como por exemplo em carros, turbinas de aeronave, aparelhos de ressonância magnética, instrumento de marca-passo, foguetes, componentes eletrônicos e agora também em baterias. Hoje o metal é usado principalmente em ligas especiais, misturado a outros metais, como aço, titânio ou cobre, e essa mistura desses metais acaba aumentando a resistência mecânica do produto final. Um grande exemplo é na utilização de nióbio em tubos de gasodutos, que na mistura do aço com o nióbio mesmo que em pequena porcentagem, acaba aumentando e muito a resistência mecânica desses tubos. No entanto, já que a utilização do metal é muito específica, a demanda pela utilização dele também é restrita. Dessa forma, o Nióbio, é ao mesmo tempo estratégico de um ponto de vista tecnológico, mas mesmo assim, pouco valorizado. Então é necessário criar mais usos para esse metal com propriedades tão interessantes. E é aí que entra a bateria de Nióbio brasileira, que se for tão poderosa quanto promete, pode se mostrar uma excelente utilização e revolucionar o mercado de armazenamento de energia. E só pra você ter uma noção, se a bateria de nióbio emplacar, isso será uma excelente notícia para nós brasileiros, já que o Nióbio praticamente só existe aqui no Brasil, onde temos quase 98% das reservas mundiais. Mas se esse nióbio é tão bom assim, porque não ficamos ricos com a sua extração? Isso se deve ao fato do nióbio ser um metal substituível. Isso significa que, apesar de apresentar boas propriedades, ele pode ser substituído por metais que possuem características próximas. Outro detalhe que prejudica a comercialização do nióbio é o fato de vendermos o nióbio como matéria-prima, ou seja, o nióbio bruto, e não um produto que utiliza o nióbio em sua composição. Agora, com essa ideia de construir uma bateria feita de nióbio, nós acabamos agregando valor em um produto, ou seja, nós não exportamos a matéria prima, mas sim, uma tecnologia produzida aqui. Dessa forma, quando utilizamos o metal em outras tecnologias como as baterias, nós também agregamos valor na sua cadeia de extração e produção do nióbio. Mas quais as vantagens do nióbio? As principais vantagens do nióbio são a alta condutividade térmica e elétrica, a ductilidade, que é a capacidade do material sofrer deformações sem perder suas características físicas, a maleabilidade e a alta resistência ao calor, desgaste e à corrosão. Essas características acabam proporcionando ao metal a capacidade de aprimorar propriedades físicas, fazendo com que os metais que se liguem ao nióbio sejam mais eficientes. E é por causa dessas características que o nióbio possui várias maneiras de onde se aplicar. Por exemplo, o nióbio é essencial para as inovações tecnológicas com foco em desenvolvimento de materiais inteligentes e mais resistentes, fazendo com que eles sejam mais leves, aumentem a performance, eficiência e a segurança. Isso faz com que o setor de mobilidade seja beneficiado com isso, podendo criar, por exemplo, próteses ortopédicas para pessoas, com mais tecnologia. E não só isso, pois o nióbio ajuda a resolver desafios da engenharia, possibilitando economia e eficiência de materiais. Projetos com estruturas mais modernas, podem ter mais liberdade de design com maiores resistências de forma mais sustentável. Isso porque com o uso do nióbio, conseguimos aumentar as características de resistência de materiais, e isso abre possibilidades de melhorar os cálculos e otimizar as estruturas. O nióbio é uma riqueza do Brasil, com grande necessidade de melhor valorização e utilização, e o investimento de duas grandes empresas nesta tecnologia de baterias, abre um precedente importante para o futuro da economia do país. Mas e aí, quem desenvolveu de fato essa bateria de nióbio? Esse feito deve ser creditado a Volkswagen Caminhões e Ônibus (VWCO) em parceria com a CBMM (Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração), que firmaram um acordo para desenvolver e fabricar baterias à base de nióbio para veículos elétricos. De acordo com o time das duas empresas, uma das vantagens da tecnologia brasileira é o carregamento de carros elétricos em tempo recorde de até seis minutos. Carregar uma bateria de um carro elétrico no mesmo tempo em que se abastece um carro a combustão é realmente um feito inédito. O empreendimento deve elevar a posição do Brasil no segmento automotivo a partir da união entre a fabricante de veículos e a CBMM. E se você não sabe, a CBMM é a responsável pela extração do nióbio e também no desenvolvimento de novas tecnologias utilizando esse material. Esse projeto é fruto de quase quatro anos de pesquisa no Japão e também com várias tecnologias da Toshiba. Pra você entender melhor, o nióbio é aplicado nas baterias substituindo o grafite. Isso faz com que elas possam ter metade do tamanho das baterias convencionais. Mas é importante ressaltar que a sua densidade energética é menor que das baterias de veículos elétricos convencionais, portanto, a autonomia do veículo também será menor. Por isso, uma infraestrutura de carregamento específica para essa tecnologia precisaria ser implementada, já que o carregamento rápido é uma das grandes vantagens das baterias de nióbio. Ou seja, você pode ter uma autonomia menor, mas o carregamento rápido iria eliminar esse problema. E se você acha que elas vão ser iguais a essas baterias descartáveis que vemos hoje em dia, os estudos mostram que a bateria de nióbio podem ter uma vida útil de quase 20 anos, e mais de 10.000 ciclos. Comparando, essas baterias teriam até cinco vezes mais ciclos que as baterias de íons de lítio típicas. E não só a vida útil da bateria, mas também temos benefícios na segurança. Como elas não degradam em temperaturas extremas como as outras baterias, elas diminuem o risco de incêndio. Agora imagina você andando em um carro elétrico com uma bateria de nióbio brasileira, e saber que você pode carrega-lo totalmente em apenas 6 minutos, o que você acha? Acha que a moda pode pegar por aqui? Deixa aqui nos comentários. Eu vou deixar dois vídeos que complementam o tema e que vocês podem gostar também, então não deixa de clicar em um deles e conferir. Curtiu o vídeo, Deixa seu like. Se não é inscrito, se inscreve e se você gostou do nosso trabalho, já ativa o sininho das notificações. É isso meus amigos, um grande abraço e te vejo no próximo vídeo.