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Baterias Situação atual e perspectivas para os próximos 10 anos

Baterias Situação atual e perspectivas para os próximos 10 anos. Patricio Rodolfo Impinnisi Laboratório de Pilhas e Baterias. rodolfo@lactec.org.br. Curitiba, 06 de novembro de 2009. Baterias. Presente e futuro. Apresentação. 1. Demanda 2. Mercado 3. Situação Atual 4. Tipos de baterias

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Baterias Situação atual e perspectivas para os próximos 10 anos

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Presentation Transcript

  1. Baterias Situação atual e perspectivas para os próximos 10 anos Patricio Rodolfo Impinnisi Laboratório de Pilhas e Baterias rodolfo@lactec.org.br Curitiba, 06 de novembro de 2009

  2. Baterias. Presente e futuro Apresentação 1.Demanda 2. Mercado 3. Situação Atual 4. Tipos de baterias 5. Principais tecnologias 6. Comentários finais

  3. Baterias. Presente e futuro Demanda COMPUTADORES PORTÁTEIS RELÓGIOS CELULARES BRINQUEDOS BLACKBERRY iPODS CARTÕES E-BOOKS SISTEMAS WIRELESS ALARMES CHAVES ELETRÔNICAS CALCULADORAS PALM TOPS PORTA-RETRATOS SENSORES CÂMERAS RÁDIOS RFID ATIVOS

  4. Baterias. Presente e futuro Evolução doMercado Mundial Pilhas e baterias: U$ 50 bi (2006)  U$ 63 bi (2007)  U$ 71 bi (2008)  U$ 61 bi (2009) Pilhas: U$ 36 bi Baterias: U$ 25 bi VE: U$ 1 bi 24% (EUA) 40% (Ásia) 20% (Europa) 16% (resto)

  5. Baterias. Presente e futuro Mercado mundial de Pb-ácido Em 2007 Mercado mundial de Pb-ácido foi: Automotivo (380 mi unidades) U$ 19 bi Industrial U$ 4 bi Total: U$ 22 bi 35% do mercado mundial de pilhas e baterias! Custo – segurança - confiabilidade

  6. Baterias. Presente e futuro Situação atual 1920 5% 2009 90% De cada 10 empresas de tecnologia na área de eletrônica só 1 trabalha com o desenvolvimento das fontes de energia. Como avançar?

  7. Baterias. Presente e futuro Situação atual As baterias estão melhorando? (Paradoxo) Exemplo Laptops Baterias: Aumento da densidade de energia de 10% ao ano!

  8. Baterias. Presente e futuro Produção mundial em unidades/ano Que baterias são estas? O que se está pesquisando?

  9. Baterias. Presente e futuro Principais Tecnologias

  10. Baterias. Presente e futuro ÍON LÍTIO CONVENCIONAL Vantagens Elevada densidade de energia ~ 150 – 200 Wh/kg Elevada densidade de energia volumétrica ~ 400 - 500 Wh/L Baixa auto-descarga Elevada vida cíclica > 1000 ciclos Elevada tensão unitária: 2,5 a 4,5 V Desvantagens Elevado custo ~ 5x Pb-ácida Necessidade de controles Reciclagem Segurança

  11. e- e- - + Li+ carga e- e- descarga Li+ LiCoO2 LixC6 Grafite Eletrólito condutor de Li+ Baterias. Presente e futuro ÍON LÍTIO CONVENCIONAL

  12. Baterias. Presente e futuro NOVEDADES EM ÍON LÍTIO Eletrodo negativo : Grafite  Silício (aumento de 80% na densidade de energia. Standford). C x Si Problemas de crescimento (4x)  nano filamentos de Si sobre aço  600 ciclos  5 anos Eletrodos positivos: LiCoO2, LiFePO4, LMn2O4, LMnO2,LiV2O5,etc. MIT FePO4, 100xW nano esferas. Carga em 10 s para celular e 5 minutos para VE. TEORIA  PRÁTICA

  13. Baterias. Presente e futuro LÍTIO-POLÍMERO VE 200 km, 600 ciclos Onda Insight, Ford Think City, Cleanova.

  14. Baterias. Presente e futuro LÍTIO-AR Stair (St. Andrews air) Technology 2,5 V 3050 Wh/kg (20x LiCoO2) 1220 Ah/kg >5 anos para ter um produto Perigo de explosão na carga Catalisadores !

  15. Baterias. Presente e futuro Níquel-MH Vantagens Experiência em utilização em VE Aceita elevadas correntes de carga Baixa manutenção Segurança Toyota Prius, Onda Civic, Accord, Ford Scape, etc. 290.000 km sem degradação 2 geração: 1000 W/kg (pulsos) 3 geração: 1300 W/kg (pulsos) Desvantagens Auto-descarga Sensibilidade à temperatura Sensibilidade à carga Custo Pb/Ni-MH/Lítio Células a combustível

  16. Baterias. Presente e futuro ZEBRA (Na-NiCl2) Desvantagens Opera a 270-350 oC (12 dias p/30 kWh) Acesso ao sistema Vantagens Tolerâncias à sobre carga e à descarga profunda Elevada vida útil Excelentes parâmetros operacionais Segurança Projeto Itaipu/KWO VE

  17. Baterias. Presente e futuro CHUMBO ÁCIDO Vantagens Custo Experiência Reciclagem Desvantagens Baixas densidades de energia Sulfatação Grades alto antimônio Grades baixo antimônio Grades livres de antimônio (Pb-Ca) Recombinação de O2 (Baterias Seladas) Ultra Baterias Baterias Bipolares Carbono Nanotecnologia

  18. Baterias. Presente e futuro CHUMBO ÁCIDO Nanotecnologia

  19. Baterias. Presente e futuro CHUMBO ÁCIDO Carbono Firefly

  20. Baterias. Presente e futuro CÉLULAS A COMBUSTÍVEL ESTACIONÁRIAS VEICULARES PORTÁTEIS PROMESAS SOBRE CUSTOS FALTA DE MERCADO O HIDROGÊNIO MÍDIA

  21. Baterias. Presente e futuro Comentários Finais Situação atual: As baterias se tornaram o principal problema tecnológico para VE, Laptops, ipods, utilização de energias renováveis...MAIS DENSIDADE DE ENERGIA! A demanda por maiores densidades de energia está chegando a limites críticos: Densidade de energia do Lítio-cloreto de tionila 1422 Wh/litro Explosivo TNT 1922 Wh/litro

  22. Consumo de baterias Energias renováveis VE Futuro do Brasil Base tecnológica nacional na área de baterias ? Nanotecnologias Baterias. Presente e futuro Comentários Finais Necessidades no Brasil: MCT e MME: Nova dependência?

  23. Baterias. Presente e futuro OBRIGADO PELA ATENÇÃO Patricio Rodolfo Impinnisi rodolfo@lactec.org.br

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