Carros Elétricos: o cobalto é o calcanhar de Aquiles da bateria

Os automóveis movidos à eletricidade parecem ser o futuro do transporte individual. Em termos de mercado de ações a fábrica Tesla, que produz exclusivamente carros elétricos, ultrapassou, em valor, as marcas conhecidas mundialmente e assumiu a liderança com folga.

A grande sacada desses automóveis é a bateria, que tem que ser fácil de recarregar, com boa autonomia e segura de maneira a não pegar fogo sozinha.

Essas baterias são a base de lítio, assim como as baterias do celular. O uso do elemento químico cobalto no cátodo das baterias (chamada de íons de lítio) na forma LiCoO3 tem como funções aumentar a condutividade elétrica e promover a estabilidade estrutural evitando falhas catastróficas durante a recarga, leia-se fogo.

E é no cobalto que reside um dos maiores problemas das baterias, tanto de celulares como de automóveis elétricos. Um único país extrai aproximadamente 70% de todo o cobalto utilizado no mundo, esse país é a República Democrática do Congo. Devido a pobreza extrema além de pessoas minerando sozinhas, as crianças também carregam sacos de 25kg a partir das minas subterrâneas. Como o subsolo do Congo é extremamente rico pode-se obter o cobalto a poucos metros do chão. Assim, as pessoas cavam com suas próprias mãos e fazem minas extremamente perigosas para tirar de lá sacos com esse rico minério que é facilmente vendido no mercado local. Aproximadamente 20% de todo o cobalto usado em baterias é obtido desta maneira e há, pelo menos, 40.000 crianças extraindo artesanalmente cobalto. Elas coletam, selecionam o minério mais rico, lavam, trituram e transportam.

A partir dessa situação, em que carros elétricos que são a nova forma e modelo de ser ecologicamente correto, e há várias críticas aqui que escreverei em outro texto, ter crianças na extração do minério promoveu dois caminhos. A BMW já comunicou que não utilizará em seus carros cobalto proveniente do Congo, e a outra solução é buscar um elemento substituto ao cobalto.

A completa eliminação do cobalto é uma meta global mas o cátodo sem cobalto deve manter a performance e é ai que reside o problema, não se encontrou, ainda, esse substituto de maneira definitiva.

Os elementos que estão sendo tentados visando substituir são o níquel que é instável para essa aplicação e o titânio. Outros elementos como alumínio, magnésio e manganês estão sendo testados também porém com a performance abaixo dos produtos comerciais que contem Co. Estudos estão sendo conduzidos com cátodos sem Co e sem nenhum outro elemento para substitui-lo, porém o rendimento obtido apesar de ser compatível com o produto comercial tem que trabalhar sob condições restritas de temperatura e de atmosfera. O nióbio também entra nessa lista de elementos que visam substituir o Co, com um óxido duplo de nióbio e titânio(NbxWzOy) com alta performance nos resultados, no que os pesquisadores chamam de condutividade superiônica.

Dessa maneira, um campo de pesquisa bem interessante e rico, em qualquer sentido da palavra, se abre na tentativa de se substituir o cobalto vindo do Congo.