Ref.: MpoErec32-006
Apresentador: Matheus Rinaldi Sorigotti
Autores (Instituição): Sorigotti, M.R.(Universidade Federal de São Carlos); Moreira, F.V.(Universidade Federal de São Carlos);
Resumo:
O grafite comercial, utilizado em baterias de íons de lítio (LiBs), que pode ser categorizado como material de fonte não renovável ou fóssil, apresenta alta pegada de carbono, assim como elevada energia embutida, ultrapassando o consumo de 1,1*10^4 J de energia e a emissão potencial de 5,3 t de kg CO2 eq em sua produção. Novos materiais substitutos ao grafite no contexto das LiBs, como o nanografeno (NGF) de biomassa, são intensamente estudados a fim de se estabelecer propriedades elétricas e eletroquímicas superiores ao grafite comercial. Porém, estudos relacionados à estimativa e comparação dos danos ambientais associados à cadeia produtiva de NGF de fonte renovável são também necessários, para se indicar quantitativamente as vantagens ambientais de seu uso em comparação ao grafite comercial. Para isso, este estudo se baseiou na ISO 14044, ao realizar uma avaliação do ciclo de vida (ACV) da produção do nanografeno obtido a partir do bagaço da cana-de-açúcar (SCB), uma biomassa de segunda geração. Nas simulações computacionais foram utilizados quatro processos elementares (Moagem do SCB; Pré-tratamento e ativação do SCB com KOH; Carbonização; Lavagem e secagem do NFG com HCl) e uma unidade funcional de 1kg de NFG. Os inventários do ciclo de vida do NFG foram construidos com a base de dados Ecoinvent. Além disso, sete eco-indicadores (Alterações climáticas- kg CO2 eq; Material Particulado-kg PM2.5 eq; Toxicidade humana, sem efeitos cancerígenos-CTUh; Ecotoxicidade de água doce- CTUe; Acidificação- molc H+eq; Esgotamento dos recursos hídricos-m^3 water eq; Esgotamento de recursos minerais e fósseis- kg Sb eq) foram calculados a partir do modelo ambiental ILCD midpoint 2011. Como resultado, o processo de moagem teve contribuição inferior a 10% nas sete categorias de impacto (7,51 molc H+eq; 4,21 kg CO2 eq; 9,72 CTUe; 6,24 CTUh; 3,36 kg Sb eq; 6,76 kg PM2.5 eq; m^3 water eq). O processo de lavagem e secagem exibiu uma contribuição próxima ou superior a 35% em seis das sete categorias de impacto (Alterações climáticas; Material particulado; Toxicidade humana, sem efeitos cancerígenos; Acidificação; Esgotamento dos recursos hídricos; Esgotamento de recursos minerais e fósseis), enquanto resultou em uma porcentagem menor a 25% na categoria de impacto Ecotoxicidade de água doce. Portanto, deve-se manter a baixa contribuição do processo de moagem, enquanto o processo de lavagem e secagem deve ser otimizado para uma minimizar os potenciais impactos ambientais do ciclo de vida do NFG.