Em 25 de março de 2026, pesquisadores do Laboratório Nacional de Rocky Mountain (NLR) e da Universidade Estadual da Carolina do Norte (NCSU) anunciaram um avanço tecnológico na produção de grafite. A equipe desenvolveu um método para converter resíduos florestais e agrícolas, como biomassa, em grafite de alta qualidade para baterias, proporcionando uma nova via de abastecimento de grafite para os Estados Unidos.
A produção tradicional de grafite depende de mineração ou extração de petróleo, exigindo temperaturas extremamente altas. O novo método utiliza equipamentos convencionais de refino para processar biomassa em "biografite", cuja qualidade se aproxima da grafite importada, enquanto o processo também produz combustível, formando um sistema de dupla utilização. Carrie Farberow, engenheira química de bioeconomia do NLR, afirmou: "Esta pesquisa demonstra dois caminhos viáveis para produzir grafite nacional e combustível no mesmo processo. Um caminho transforma resíduos em grafite para baterias, enquanto o outro economiza energia e custos de forma significativa."
O primeiro caminho emprega equipamentos existentes de refinarias de petróleo. A equipe do NLR aquece primeiro materiais orgânicos em um reator sem oxigênio através de pirólise rápida para produzir bio-óleo. Este óleo pode ser aprimorado para combustível ou convertido em biografite usando processos de refino existentes, como coqueamento retardado. Steven Rowland, ex-pesquisador do NLR, explicou: "Nossa pesquisa modelou o processo de coqueamento retardado de óleo de pirólise de biomassa. Refinarias de petróleo existentes têm o potencial de processar biomassa doméstica abundante e aprimorá-la em materiais de carbono de alto valor, como grafite." Este método permite que os fabricantes produzam grafite americana sem alterar suas operações atuais. A biografite pode ser usada diretamente em baterias ou em misturas, atendendo à demanda doméstica.
O segundo caminho, descoberto em conjunto pelo NLR e NCSU, reduz a temperatura de produção de 5.432°F (3.000°C) – típica dos métodos tradicionais – para entre 1.832°F e 2.732°F (1.000°C a 1.500°C) usando um catalisador de ferro para converter bio-coque rico em carbono em grafite. A redução de temperatura diminui significativamente o consumo de energia e os custos de produção, além de permitir a construção de fornos com materiais mais baratos. De acordo com uma análise técnico-econômica publicada na "Bioresource Technology", este método produz mais grafite e é economicamente viável. Bertrand Tremolet de Villers, pesquisador sênior em química de baterias do NLR, disse: "Estes dois caminhos de grafitação nos permitem demonstrar como transformar biomassa em baterias de íons de lítio recarregáveis. Podemos caracterizar e validar essas baterias em laboratório, garantindo sua segurança e alto desempenho."
Os Estados Unidos possuem vastos recursos de biomassa, como madeira residual de prevenção de incêndios florestais, subprodutos industriais e águas residuais, que podem ser convertidos em materiais de alto valor. Rowland acrescentou: "O Departamento de Energia relata que os EUA podem produzir mais de um bilhão de toneladas de biomassa por ano, grande parte adequada para pirólise e grafitação, com uma estimativa conservadora de produção de 100 milhões de toneladas de grafite para baterias anualmente." Para escalar o processo, o NLR está construindo um coqueador retardado em escala piloto para converter grandes volumes de óleo de pirólise em grafite e combustível de aviação. A grafite resultante será testada em baterias de íons de lítio de grande porte para armazenamento de energia na rede. Farberow observou: "Estes processos têm a capacidade de serem ampliados para atender à demanda futura de grafite. Com investimentos na capacidade industrial, a manufatura dos EUA pode receber um impulso." A pesquisa foi publicada no periódico "ChemSusChem".
