A viagem do lítio: desde a natureza até ao carro eléctrico | A febre do petróleo branco | PÚBLICO
A febre do petróleo branco A viagem do lítio: desde a natureza até ao carro eléctrico
Li 3 Lítio 6,94 N.º atómico (númerode protões no núcleo) Símbolo atómico Peso atómico (massa média do átomo)
O lítio não se encontra isolado na natureza, mas sim em forma de iões combinados com outros elementos. Existe em abundância em minerais pegmatitos como a espodumena, a petalite, a lepidolite ou a ambligonite, mas também na água marinha, de lagos ou nascentes, salmouras de onde é extraído pelo método de evaporação
Cerca de 50% do lítio usado nas baterias vem de salmouras, enquanto a outra metade é extraída dos pegmatitos
Em 1817, o cientista sueco Johan August Arfwedson conseguiu isolar os componentes de um mineral complexo (petalite), descobrindo que um dos sais que o integrava era um elemento químico desconhecido até então. Era o lítio. O nome deriva da palavra grega lithos, que significa pedra
Só existe em minerais e sais compostos (não existe puro na natureza) e constitui 0,0007% da crosta terrestre, reage com a água (H2O), libertando hidróxido de lítio + H, de forma vistosa, com uma chama vermelha
É o mais leve de todos os metais, suave e de tonalidade cinza-prateada
O lítio é o 3.º elemento da tabela periódica
A extracção de lítio em rochas é mais cara e mais poluente do que a realizada em salmouras, mas é mais rápida, mais fiável na pesquisa e possibilita a exploração de outros minérios
Átomo do lítio
Características do lítio
0,534 gramas por centímetro cúbico (tão baixa que flutua na água)
Estado à temperatura ambiente
1342º Celsius (considerado um ponto de ebulição alto)
180,5º Celsius (considerado dos mais baixos de todos os metais)
Antes de ser usado maciçamente nas baterias, o lítio tinha como principal utilização a redução do consumo energético nas indústrias do vidro e da cerâmica. Continua a ser usado no fabrico de medicamentos, de ligas metálicas para aviões, cimento, ferro, borrachas e plásticos
(automóveis, telemóveis, computadores,...)
O lítio é usado para a cor vermelha nos fogos-de-artifício, e, como é um componente do solo, também está presente nos vinhos
Dados de 2019, em %
Baterias recarregáveis Indústria do vidro e da cerâmica Lubrificantes Indústria química (polímeros) Metalurgia Tratamento do ar Baterias primárias (pilhas) Outros
O ciclo do lítio - De onde vem e como se extrai
A extracção de lítio a partir de pegmatitos recorre às técnicas convencionais da mineração, que pode ser realizada a céu aberto (na larga maioria dos casos) ou em galerias subterrâneas. O processo envolve a remoção da matéria mineral da terra, que é posteriormente aquecida e pulverizada. Esse concentrado mineral é enviado para a refinação
As refinarias são responsáveis pela transformação da matéria-prima nos produtos que interessam à produção de baterias de iões de lítio: o carbonato e o hidróxido de lítio. O concentrado mineral é combinado com reagentes químicos, como o ácido sulfúrico, sendo depois essa pasta aquecida, filtrada e concentrada por meio de um processo de evaporação para formar o produto pretendido. As refinarias representam um dos investimentos mais dispendiosos da cadeia de valor e também uma das etapas mais poluentes devido à emissão de CO2
O carbonato e o hidróxido de lítio são processados com materiais como o níquel ou o cobalto para produzir eléctrodos de bateria, ou com solventes para fazer electrólitos, as partes principais das células que são montadas nas baterias
Fabricantes de carros como a Tesla e a Volkswagen estão cada vez mais atentos à mineração de lítio e à produção de baterias. Há hoje pelo menos 100 gigafactories (fábricas de grandes proporções) na calha nas principais regiões de produção automóvel na Ásia, Europa e América. Ainda assim, as marcas automóveis temem que não haja capacidade suficiente de produção de baterias para o crescimento das vendas de carros e camiões eléctricos.
Quantidade de lítio em alguns objectos familiares
A bateria tem um papel decisivo tanto no custo como no peso de um carro eléctrico. Por exemplo, a bateria de 90KWh do Tesla modelo S aguenta 424km de condução, mas pesa 540kg. Os preços das baterias têm vindo a cair, levando também ao embaratecimento dos carros eléctricos: o preço caiu 80% de 2010 a 2016, de cerca de 900 euros/KWh para cerca de 200 euros/KWh
Outros carros eléctricos
10-80kg
O mundo do lítio
Principais reservas de lítio no mundo
Argilas Pegmatitos Salmouras
Os recursos estimados de lítio no planeta são de cerca de 62 milhões de toneladas. Os recursos abrangem não apenas depósitos encontrados mas também aqueles que ainda estão por estudar, pelo que se trata de previsões optimistas. Já as reservas referem-se a partes dos recursos já identificados, medidas e com viabilidade financeira. A Bolívia, por exemplo, não tem reservas conhecidas, apesar de ter quase 20% dos recursos mundiais. A maioria das reservas de lítio encontra-se nos salares do Chile, da Argentina e da Bolívia. A Austrália conta com a maior reserva em rocha.
Reservas de lítio, em toneladas
Cinco operações de extração mineira na Austrália, duas operações em salmouras no Chile, outras duas na Argentina e duas salmouras e uma mina na China representam a grande parcela da produção mundial de lítio. Portugal também faz parte da lista de produtores mas todo o minério explorado no país é canalizado para as indústrias de cerâmica e vidro, nada para as baterias.
* Dados disponíveis 2012 – 2016. ** Produção destinado à indústria da cerâmica e do vidro e não de baterias.
Refinarias Refinaria em fase de execução
Uma refinaria de lítio é uma fábrica que transforma a matéria-prima nos compostos necessários para o fabrico de baterias: carbonato ou hidróxido de lítio. A China tem praticamente o monopólio da refinação de lítio a partir de rochas, principalmente de minerais de espodumena. O Chile e a Argentina asseguram os processos químicos de refinação a partir de salmouras. A UE ainda não tem qualquer refinaria significativa a operar, estando a primeira em fase de desenvolvimento na Finlândia.
Fábricas de baterias Gigafábricas de baterias na União Europeia em 2029 (Projecção)
Apesar de a maior gigafactory do mundo ser a da Tesla no Nevada, EUA, a China é o maior produtor mundial de baterias de iões de lítio para carros elétricos. Pequim faz três vezes mais baterias que o resto do mundo em conjunto. A indústria automóvel europeia percebeu que não podia depender da hegemonia da China e dos EUA e nos últimos anos anunciou a construção de mais de duas dezenas de fábricas na União Europeia. A americana Tesla, a chinesa CATL e a sul-coreana LG Chem são as três maiores potências mundiais no sector.
Fábricas de baterias
Valores em Gwh
Gigafábricas de baterias na União Europeia
Em 2029 (projecção)
Fontes: Livescience.com; National Geographic; USGS (United States Geological Survey); Innovationnewsnetwork; Reuters; IFP Energies Nouvelles; CEMAC - Clean Energy Manufacturing Analysis Cente; Energy.gov; NES Fircroft; Ifwe.3ds.com; Dassault Systems
Coordenação: Célia Rodrigues e Sérgio B. Gomes Textos e pesquisa: Tiago Carrasco Infografia e desenvolvimento web: Cátia Mendonça, Francisco Lopes, Gabriela Gómez e José Alves Ilustrações: Cátia Mendonça, Francisco Lopes e Gabriela Gómez Animações: Francisco Lopes e José Alves