Sustentabilidade econômica e ambiental: extração de mineral essencial na produção de baterias é aperfeiçoada por tecnologia da UFRN

Uma maneira amigável de extrair lítio do meio ambiente, um mineral considerado tão relevante quanto o nióbio, no meio da transição pela qual passamos. Usando do poder de síntese, esse é o foco da mais nova patente concedida aos cientistas Leonardo Leandro dos Santos, Rubens Maribondo do Nascimento e Sibele Berenice Castellã Pergher da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), pelo Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI), a partir de uma pesquisa vinculada ao Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais (PPgCEM).

Além do emprego em baterias de carros elétricos e em placas de energia solar, o lítio é usado nas indústrias de cerâmica, vidro, graxas e lubrificantes. Uma parte menor da produção é direcionada para a obtenção de medicamentos, tal qual o carbonato de lítio, prescrito para o tratamento de transtorno bipolar.

A concessão em si é um processo inovador, em que a partir do mineral espodumênio obtém-se o lítio. Esse fluxo em si já é utilizado normalmente. Contudo, a atividade inventiva presente na patente surge quando o diferencial é apresentado: em vez de gerar resíduo silicoaluminoso como de costume, a abordagem dos pesquisadores elimina o uso de solventes orgânicos, e, por conseguinte, não gera “restos”, mas um novo subproduto, que são materiais conhecidos por zeólitas.

O doutorando Leonardo dos Santos, autor da tese que resultou no pedido de patente ainda em 2018, defende que a importância do dispositivo está na obtenção eficiente do carbonato de lítio, um componente essencial em tecnologias modernas, além de reduzir impactos ambientais ao evitar a formação de subprodutos prejudiciais, como o resíduo e a escória de lítio.

“Este dispositivo evita o descarte no meio ambiente ou o armazenamento em barragens de contenção de resíduos de mineração, comumente gerados pelo processo convencional. Por exemplo, o método convencional produz dez toneladas de subprodutos prejudiciais para cada tonelada de carbonato de lítio formado. Na nossa metodologia, não se gera essa quantidade de resíduo e, além disso, se produz novos materiais a base de zeólitas como subproduto, ampliando as possibilidades de utilização, trazendo benefícios para diversas indústrias”, pontua.

Um dos orientadores da pesquisa, o docente Rubens Maribondo, lista que as zeólitas são substâncias com propriedades úteis em áreas como catálise, adsorção e troca iônica, aplicáveis em diversos processos industriais. A catálise, por exemplo, torna os gases que saem pelo sistema de escapamento de uma moto, derivados da queima de combustível, menos nocivos ao meio ambiente, enquanto que a adsorção é um processo muito usado na indústria têxtil para a remoção de corantes de efluentes industriais. Já a troca iônica apresenta alta eficácia na retenção de sais e compostos de difícil filtração.

Sibele Berenice Castellã Pergher que, além de ter orientado o estudo, é coordenadora e fundadora do Laboratório de Peneiras Moleculares (LABPEMOL), onde os testes ocorreram, frisa que, atualmente, está em andamento o estudo para escalonar a síntese das zeólitas. Essa progressão eleva o processo da invenção a níveis tecnológicos, tornando-o viável para uso industrial.

 

“Uma das abordagens estudadas é a utilização de processos de cominuição mineral em moinhos para facilitar o aumento da produção em larga escala. Especificamente sobre essa concessão, estamos trabalhando no nosso primeiro modelo prático. Será um tanque de reação de cerca de 50 litros, feito de aço inox com revestimento de Teflon, que será instalado no Labpemol sob um mezanino elevado. Além disso, a pesquisa encontra-se no estágio de estudo e modificações na síntese hidrometalúrgica do lítio”, contextualiza a docente do Instituto de Química.

Denominada Processo para obtenção dos materiais LPM-15, LPM-16 e LPM-17, com topologias zeolíticas LTA, FAU e MOR, respectivamente, como subproduto da extração do lítio a partir do beta-espodumênio, essa é a quinta concessão recebida pela cientista. Em uma lista de inventos protegidos que inclui outros nove pedidos, essa concessão é marcada por uma particularidade: a sempre presente sigla LPM, alusão ao laboratório onde os experimentos ocorrem.

 

Assim foi em tecnologias para melhorar refino do petróleo, transformar resíduo em um produto de maior valor agregado à indústria do vidro ou fazer a conversão direta da glicerina em álcool alélico, processo útil na produção do biodiesel. “A partir da criação de um laboratório para escalonamento da síntese de zeólitas, a intenção é ampliar essa tecnologia, beneficiando a competitividade regional e nacional, evitando problemas ambientais. O processo também abre oportunidades para formação de recursos humanos e até a criação de uma startup para utilizar essa tecnologia”, finaliza Sibele Pergher.

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