Grupo de P&D em Baterias Industriais

Grupo de Pesquisa e Desenvolvimento em Baterias Industriais

Desde 2016, o Grupo de Pesquisa e Desenvolvimento em Baterias Industriais realiza trabalhos que, das pesquisas, apontam a desenvolvimentos em baterias estratégicas para o Brasil, entre as quais:

 

 

  • Baterias de níquel-sódio (Na/NiCl2), devido à grande reserva de níquel e alumínio no país e também à estímulos, como o da Itaipu Binacional, que fornecem bases para a sua produção;

 

  • Baterias de chumbo-ácido, que já possuem um parque industrial nacional consolidado, mas que necessita de inovações tecnológicas para atender às novas demandas de mercado;

 

  • Baterias de íons lítio, que vêm recebendo amplo investimento internacional e, recentemente, foram encontradas reservas abundantes de carbonato de lítio no país.  

O Grupo de P&D em Baterias Industriais trabalha em projetos pertinentes à Itaipu Binacional, em acumuladores e fontes de corrente contínua. A primeira etapa do projeto é focada na formação de recursos humanos, a fim de adquirir conhecimentos científicos e tecnológicos necessários para fazer pesquisas apontarem a desenvolvimentos.

 

O Grupo trabalha com a construção de protótipos experimentais de laboratório - experimentais para permitirem enfrentar os desafios nos constituintes das tecnologias e de laboratório por não serem manufaturados. Ao mesmo tempo, alguns dos protótipos apontarão para a formação de spin-offs de pequenas e médias empresas que, se houver investimentos públicos ou privados, poderão se instalar no PTI.


A formação de recursos humanos se dá por relações com grupos já consolidados em P&D,I em baterias, de universidades renomadas, nas quais os pesquisadores realizam suas pós-graduações de forma inovadora e são incorporados ao Parque Tecnológico Itaipu. O projeto também constrói relações com o mercado, com posicionamentos estratégicos, prospectando parcerias e projetos com empresas, tanto de formação de recursos humanos como de resolução de problemas tecnológicos.


O projeto também auxilia a realização de ações em tríplice hélice (Estado - Universidades - Empresas), sendo um elo consciente de conexão e projetando as demandas de projetos do PTI na área de baterias estratégicas para o setor elétrico e o sistema produtivo brasileiro.

O Grupo de P&D em Baterias Industriais do PTI e sua rede de parceiros possuem uma infraestrutura voltada a P&D,I, que pode auxiliar a indústria na área de caracterização de baterias, auxiliando a tomada de decisão para a melhoria dos processos produtivos e de produtos.

 

Nesse contexto, as possibilidades de atuação do Grupo são:

 

 

 Quantificação de capacidade (Ah) e macroporosidade do materiais ativos. Acompanhamento as variações da densidade e temperatura de eletrólito durante as cargas e descargas. Avaliação do estado do dimensionamento da bateria.

 

Em conjunto com a rede podem ser realizados estudos de post-mortem por meio de microscopia ótica, microscopia de varredura eletrônica, análises de espectroscopia de UV-VIS, infravermelho, etc.;

 

 Serviços de consultoria para o dimensionamento de banco de baterias para aplicações renováveis ou não. A consultoria fará uma avaliação das possibilidades de geração, consumo, manutenção e expectativa de vida em cada situação.

Temas de P&D em andamento:

 

Eletroquímica em Sais Fundidos;


Produção e caracterização de eletrólitos sólidos condutores iônicos;


• Produção e caracterização de sais eletrolíticos;


Desenvolvimento de protótipos laboratoriais de baterias de sais fundidos;


Desenvolvimento de metodologias de caracterização de células de baterias comerciais com foco em aceitação de carga;


Estudos de mecanismos de carga e descarga em placas positivas e negativas de baterias de chumbo-ácido;


Produção de materiais ativos de baterias de chumbo-ácido;


Estudos eletroquímicos de células comerciais de baterias de íons de lítio.

O laboratório do Grupo de P&D em Baterias Industriais, construído no início de 2016, foi pensado e montado para possibilitar a prototipagem experimental laboratorial de dispositivos.


O espaço permite trabalhos multidisciplinares em química, eletroquímica, mecânica, elétrica e eletrônica. O Grupo busca, sempre que possível, trabalhar com instituições, equipamentos e insumos locais, nacionais e/ou latino-americanos.

 

No laboratório são desenvolvidos trabalhos de pesquisadores do PTI, pesquisadores-professores de instituições parceiras (UFSCar, Unila e Unioeste), orientações a alunos de pós-graduação (mestrados e doutorados) e de graduação (iniciações científicas, tecnológicas e empreendedoras). As atividades laboratoriais envolvem pesquisas, desenvolvimentos, nacionalizações de tecnologias e produção/beneficiamento de insumos.

Um dos trabalhos centrais realizados pelo Grupo de P&D em Baterias Industriais é a formação de recursos humanos em pesquisas que apontem para desenvolvimentos. Em conjunto com o Programa de Educação e Cultura do PTI, foi instituído uma formação em iniciação científica, tecnológica e empreendedora, na qual estudantes de graduação têm a oportunidade de complementarem e aprofundarem sua formação acadêmica realizando atividades experimentais, seminários e discussões em grupo.

 

A formação de recursos humanos também ocorre ao nível de pós-graduação (mestrado, doutorado e pós-doutorado), em parceria com programas de pós-graduação consolidados em universidades brasileiras de renome.

 

Os seminários temáticos são parte importante na metodologia de ensino e aprendizagem praticada pelo grupo e são construídos para abordar temas conforme as necessidades objetivas dos trabalhos em andamento no grupo.

O grupo atua no apoio, organização e construção de atividades, desde visitas técnicas para alunos do ensino médio e superior até atividades científicas e de desenvolvimento avançadas nas áreas das ciências exatas e aplicadas.  Por meio do forte incentivo na formação de recursos humanos de distintos níveis, o projeto visa criar espaços de discussão com instituições parceiras, para que, pela dialética, dinamizem o aprendizado nos conhecimentos específicos e de interesse do grupo e do PTI.


Para estender as ações do Grupo são realizadas atividades como seminários e workshops, que integram setores consumidores e produtivos de acumuladores de energia. Essas ações têm como objetivo estabelecer relações profissionais para o futuro e que prospectar atividades com as indústrias. 

 

O Grupo também faz parte da organização de eventos científicos e tecnológicos, tais como:

 

• Congresso de Engenharias e Ciências Aplicadas das Três Fronteiras (MEC3F) – Edições de 2017 e 2018;

 

• Encontro Nacional de Produtores de Baterias de Chumbo-Ácido (ENBAT) – Edições de 2013, 2014, 2015, 2016, 2017 e 2018 (a 21ª edição ocorrerá no início de dezembro em São Carlos/SP);

 

• Seminários internos específicos de discussão em Eletroquímica, Termodinâmica, Cinética, Lógica e Filosofia da Ciência, Reatores, Instrumentação Industrial.