Com a crescente demanda por armazenamento de energia devido à transição energética, tecnologias de baterias econômicas, seguras e confiáveis tornaram-se essenciais. Nesse contexto, baterias de íons de sódio baseadas em materiais locais, abundantes e ambientalmente amigáveis, têm recebido atenção. Pesquisadores do Instituto Fraunhofer e seus parceiros de projeto estão desenvolvendo um sistema de bateria de íons de sódio baseado em lignina — um subproduto da indústria de madeira e celulose — oferecendo novas soluções para o setor de armazenamento de energia.

No projeto ThüNaBsE (Turingia – Bateria de Íons de Sódio Escalável), os pesquisadores se dedicam a desenvolver e avaliar desde a matéria-prima até baterias completas de 1 Ah com a nova bateria de íons de sódio à base de lignina. O objetivo é reduzir a dependência de materiais críticos, promovendo uma transição das baterias para soluções mais econômicas, sustentáveis e seguras. Além disso, o projeto busca formar jovens pesquisadores na Turíngia, com diversos doutorandos nas áreas de energia e baterias participando ativamente.

A lignina, como material de origem biológica, é composta principalmente por hidrocarbonetos e é adequada para várias aplicações químicas, incluindo eletrodos de baterias. O responsável pelo projeto, Lucas Meidenbach, afirmou: “Queremos evitar o uso de metais críticos como lítio, cobalto e níquel, reduzir o teor de flúor em eletrodos e eletrólitos e até tentar eliminá-lo completamente. A principal tarefa é transformar a lignina local de alta qualidade em eletrodos de alto desempenho para baterias de íons de sódio.” A lignina utilizada é fornecida pela empresa Mercer Rosenthal GmbH, convertida em carbono por tratamento térmico e processada para os eletrodos. O Instituto de Química Técnica e Química Ambiental da Universidade Friedrich Schiller utiliza processos térmicos para transformar a lignina em carbono duro adequado para armazenamento de íons de sódio.

O material do cátodo escolhido é um análogo da Azul da Prússia, um composto de ferro não tóxico, com matérias-primas abundantes, ambientalmente amigável e capaz de armazenar íons de sódio. As primeiras baterias de demonstração em pequena escala já foram fabricadas e testadas em diversos centros, com resultados promissores. Meidenbach afirmou: “Após 100 ciclos de carga e descarga, as baterias de laboratório não apresentaram degradação significativa. Nosso objetivo é que a bateria completa de 1 Ah suporte 200 ciclos de carga e descarga.”

Essa bateria de íons de sódio à base de lignina é adequada para aplicações móveis de baixa potência, como microcarros ou veículos de armazenagem e logística, como empilhadeiras. Após a conclusão do projeto, os parceiros planejam ampliar a escala da tecnologia, avançando para um nível mais elevado de maturidade tecnológica.