Avaliação do ciclo de vida do carbono duro à base de biomassa para baterias de sódio-íon em diferentes escalas de produção

Este artigo visa abordar lacunas de pesquisa sobre o impacto ambiental da produção de Carbono Duro (HC) por meio de uma Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) baseada em dados de dois laboratórios com contextos e cenários diferentes. O HC é comumente utilizado como material de ânodo para baterias de sódio-íon, uma alternativa potencialmente sustentável e de custo eficiente em relação às baterias de lítio-íon. O estudo identifica rotas ambientalmente sustentáveis para a síntese de HC, comparando várias biomasas e caminhos de síntese. O estudo revela que o consumo de energia do processo de pirólise é o principal contribuinte para a pegada ambiental da produção de HC em escala de laboratório. Uma ACV prospectiva é realizada ao escalar os processos laboratoriais para escala piloto e industrial, com base em julgamentos de especialistas e suposições sobre balanço energético e de materiais. Os resultados mostram que o perfil ambiental do HC pode ser significativamente melhorado quando a escala de produção é expandida. Em grandes escalas de produção, o HC demonstra grande potencial para ser utilizado como contraparte do grafite em futuros sistemas de baterias. No entanto, as emissões diretas, como metano, e a depleção de materiais, como argônio e ácido, tornam-se mais críticas para a pegada ambiental, destacando a necessidade de recuperação de energia, estratégias de tratamento de emissões e uso mais eficiente de materiais. Este trabalho fornece uma estrutura para futuros estudos de ACV de HC, destacando as limitações da escalabilidade simplificada. Também fornece uma base para o desenvolvimento de sistemas de armazenamento de energia sustentável, contribuindo assim para uma tomada de decisão mais informada na produção industrial de HC.