Baterias de sódio: são o caminho para uma logística mais sustentável?

Rumo a um mundo mais sustentável e livre de emissões, a busca por tecnologias emergentes, como as baterias de sódio, poderia transformar a forma em que armazenamos e utilizamos a energia.

Conforme cresce a demanda por armazenamento de energia e persistem as preocupações pela disponibilidade de materiais para baterias tradicionais, é essencial explorar as vantagens, os desafios e o impacto potencial que as baterias de sódio podem ter em vários setores, especialmente no campo logístico.

O que são as baterias de sódio?

As baterias de sódio são dispositivos de armazenamento de energia que utilizam o sódio como principal material para a reação química que gera eletricidade. Da mesma forma que as baterias de íons de lítio, amplamente utilizadas em dispositivos eletrônicos e veículos elétricos, as baterias de sódio foram projetadas para armazenar e liberar energia elétrica de forma controlada.

Embora as baterias de sódio sejam uma alternativa promissora em relação às baterias de íons de lítio em termos de abundância de recursos e capacidade de armazenamento, elas ainda estão em processo de desenvolvimento e exigem mais pesquisas para superar os desafios técnicos e conseguir uma implementação eficaz.

Vantagens e desvantagens das baterias de sódio

Tanto o lítio quanto o sódio pertencem ao mesmo grupo de metais alcalinos da tabela periódica. A principal vantagem das baterias de sódio é que este elemento é mais abundante na crosta terrestre, o que o torna uma matéria-prima mais econômica do que o lítio.

Casey Crownhart explica no MIT Technology Review que "ao contrário do lítio, o sódio pode ser produzido a partir de um material profuso: o sal. Como esta matéria-prima é barata e está prontamente disponível, a fabricação das baterias de íons de sódio pode se tornar consideravelmente mais baratas em relação à sua rival, as baterias de íons de lítio, caso mais empresas comecem a produzi-las."

Além disso, as baterias de sódio podem oferecer uma maior capacidade de armazenamento em relação às baterias de íons de lítio, sendo assim, mais adequadas em situações que exigem uma grande quantidade de energia.

No entanto, apesar de suas vantagens, as baterias de sódio também oferecem desafios técnicos que precisam ser superados. Por exemplo, o sódio tende a formar dendritos (cristais alongados) durante os ciclos de carga e descarga, o que pode causar curtos-circuitos e reduzir a vida útil da bateria. Da mesma forma, as baterias de sódio ainda estão em fase de pesquisa e desenvolvimento, portanto, não são tão comuns ou maduras como as baterias de íons de lítio em termos de tecnologia e disponibilidade comercial.

Como funcionam as baterias de sódio?

As baterias de sódio funcionam de forma parecida a outras baterias recarregáveis: geram eletricidade por meio de reações químicas reversíveis. Embora os detalhes exatos possam variar dependendo do design e da caracterização química específica da bateria, seu funcionamento básico é o seguinte:

• Células e eletrodos. Uma bateria de sódio consiste em dois eletrodos, ânodo e cátodo, imersos em um eletrólito, um condutor iônico que permite o fluxo de íons entre os eletrodos. No ânodo ocorre uma reação de oxidação, enquanto no cátodo ocorre uma reação de redução.
• Carga. Durante o carregamento da bateria, é aplicada uma corrente elétrica através dos eletrodos. No ânodo, os íons de sódio são liberados e deslocados para o cátodo através de um eletrólito. No cátodo, a energia é armazenada pela intercalação de íons ou compostos que contêm sódio em sua estrutura.
• Descarga. Quando a bateria está descarregada, a reação é revertida. Os íons de sódio migram do cátodo para o ânodo, liberando elétrons no processo. Esses elétrons podem ser coletados por um circuito externo e utilizados para alimentar dispositivos elétricos.
• Geração de eletricidade. A corrente elétrica flui do ânodo para o cátodo através do circuito externo, fornecendo energia aos dispositivos conectados. Os íons de sódio continuam movendo-se entre os eletrodos ao longo do eletrólito, mantendo a reação química ativa.
• Ciclo de carga e descarga. As baterias de sódio podem voltar a ser carregadas repetindo o processo de carga e descarga. Quanto mais vezes esse ciclo for realizado, mais importante será a reversão das reações químicas para minimizar os efeitos secundários que reduziriam a capacidade da bateria ao longo do tempo.

A caracterização química exata e o design das baterias de sódio variam dependendo da tecnologia específica adotada. Diferentes tipos de eletrodos e eletrólitos podem influenciar a eficiência, a vida útil e outras propriedades da bateria.

Aplicações das baterias de sódio em logística

As baterias de sódio podem ter diversas aplicações no campo da logística graças à sua capacidade de armazenar energia de forma eficiente. Algumas dessas aplicações incluem:

• Armazenamento de energia em armazéns. As baterias de sódio podem ser utilizadas para armazenar energia durante períodos de baixa demanda e liberá-la nos picos de demanda, ajudando a reduzir os custos de eletricidade e a melhorar a eficiência energética.
• Veículos elétricos. As baterias de sódio podem ser utilizadas em veículos elétricos, tanto em caminhões de transporte quanto em empilhadeiras ou outros equipamentos de movimentação do armazém, proporcionando maior autonomia em relação às baterias de íons de lítio.
• Sistemas de backup de energia. Um sistema de energia de emergência fornece energia em caso de interrupção ou outro tipo de incidente, evitando interromper a atividade logística.
• Pontos de carga inteligente. As baterias de sódio seriam capazes de ser integradas em pontos de recarga de veículos elétricos para fornecer uma fonte de energia mais estável e sustentável.

Uma logística mais sustentável

As baterias de sódio podem desempenhar um papel crucial na otimização das operações logísticas ao fornecer uma fonte confiável de energia e melhorar a sustentabilidade em vários aspectos da cadeia de suprimentos. No entanto, é necessário considerar que as baterias de sódio ainda estão em desenvolvimento e sua adoção em aplicações logísticas dependerá de sua viabilidade técnica e econômica no futuro.

A busca pela eficiência energética tornou-se uma prioridade que não se limita ao âmbito logístico, pois afeta todos os setores em geral. Isso ocorre porque as fontes de energia tradicionais têm um fornecimento limitado, são cada vez mais caras, assim como têm um impacto ambiental crescente.

A Mecalux, por exemplo, utiliza supercapacitores no sistema Pallet Shuttle automático, dispositivos que permitem armazenar grandes quantidades de energia. Os supercapacitores são ideais para esse sistema automático porque aproveitam sua própria energia para recarregar em questão de segundos, portanto podem operar 24 horas, 7 dias por semana.

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