Am scris recent despre CarbonScape în acest articol, când am explicat pe scurt procesul pe care compania îl folosește pentru a crea grafit sustenabil pentru producția de baterii. Numit grafitizare termo-catalitică, acesta ajută la crearea bateriilor sustenabile și implică încălzirea produșilor secundari rezultați din prelucrarea lemnului. Materialul rezultat este asemănător cărbunilor și poate fi purificat și utilizat pentru producția bateriilor de performanță.

Pentru că am vrut să aflăm mai multe despre această soluție, am stat de vorbă cu experții din cadrul CarbonScape pentru a afla detalii despre cum au reușit să producă această alternativă la grafit pe bază de resturi forestiere.

Grafitul, un material esențial pentru fabricarea bateriilor, este extras în prezent din minereuri de grafit natural sau derivat din prelucrarea petrolului. Grafitul produs de CarbonScape este mai sustenabil decât ambele alternative, spun oficialii companiei.

Grafitul minat natural poate avea și el un efect nedorit asupra comunităților și ecosistemelor locale, pentru că extragerea și procesarea lui are o amprentă de carbon de 15 tone per tonă de material produs.

Utilizarea așchiilor și a altor produși secundari din industria forestieră ne permite să captăm și să stocăm emisiile care ar fi eliberate prin descompunerea resturilor din copaci, explică experții CarbonScape.

De la tratarea apei, la baterii sustenabile

„La CarbonScape, viziunea noastră este de a avea un viitor în care produsele regenerabile din carbon le vor înlocui pe cele obținute din exploatarea combustibililor fosili, astfel încât toți să avem un viitor mai verde. Compania a luat naștere în 2006 și a fost fondată în baza ideii de a dezvolta metode noi și sustenabile de a converti deșeurile de biomasă în produse de carbon, inclusiv biocarburi pentru refertilizarea solului”, au declarat oficialii companiei pentru Green Start-Up.

Carbonul activ pentru tratarea apei a fost un alt produs pe care CarbonScape s-a concentrat la început, însă echipa și-a dat repede seama că există o nouă industrie care are nevoie de o soluție sustenabilă, anume producția de baterii. Energia regenerabilă și electrificarea transportului au atins cote istorice în ultimii ani, motiv pentru care metodele tradiționale de fabricare a bateriilor nu mai corespundeau nevoilor actuale, cu atât mai puțin celor din viitor.

Astfel, CarbonScape, companie neozeelandeză, și-a concentrat toate resursele pe explorarea alternativelor care să ajute la producția bateriilor cu un impact redus asupra planetei și chiar cu un cost mai mic decât produsele disponibile în piață.

Am aflat că „după o experiență de lucru de 10 ani cu produsele derivate din carbon și o cultură a inovației, am prezentat în 2015 primul nostru biografit. Acest material bio-anod foarte valoros a reprezentat momentul în care ne-am dat seama că putem rezolva problema producției sustenabile și accesibile a bateriilor cu litiu.”

Dar cum produce compania mai exact acest biografit? Explicația pe scurt este că „pirolizăm așchiile de lemn în cărbuni, adăugăm un catalizator, după care grafitizăm materialul printr-un proces de cataliză. Apoi, CarbonScape recuperează și reciclează catalizatorul respectiv. După aceea, purificăm grafitul brut și îi creștem densitatea, urmând să îl acoperim cu un strat care să îl facă potrivit pentru utilizarea în bateriile cu litiu.”

Tehnologia patentată a companiei poate astfel să transforme grafitul amorf din biomasă în grafit pentru baterii, iar soluția asigură un flux continuu de materiale de calitate pentru producția de baterii.

Biografit sau grafit sintetic pentru producția bateriilor viitorului

Oficialii CarbonScape explică faptul că producția de grafit sintetic pentru baterii are un impact negativ foarte mare asupra mediului, pentru că acesta este obținut prin procesarea produșilor industriei petroliere și contribuie la eliberarea emisiilor poluante.

„Cel mai mare beneficiu este acela că biografitul CarbonScape poate fi produs competitiv la nivel local, oriunde se află o industrie forestieră - doar prin utilizarea ca produs principal a așchiilor de lemn. Tehnologia inovatoare alterează dinamica lanțului de aprovizionare și rezolvă problema monopolizării din industrie, reducând totodată impactul asupra planetei și prețurile”, au comunicat pentru Green Start-Up reprezentanții companiei neozeelandeze.

Potrivit oficialilor, în prezent, China deține 90% din piața globală de grafit, iar celelalte regiuni, printre care Europa și SUA caută noi moduri de a-și crea propriile industrii pentru producția acestui material mai eficient și cu o calitate superioară, pentru a se proteja de problemele ce pot apărea la nivel de aprovizionare.

„Anodul de grafit este cea mai grea componentă dintr-o baterie și constituie până la 50% din greutatea acesteia (într-o mașină electrică medie, anodul poate cântări 70 de kilograme). De aceea, cererea pentru acest material ar putea ajunge la un deficit de 777.000 de tone până în 2030.”

CarbonScape crede cu tărie că ne putem satisface jumătate din cererea globală de grafit estimată pentru anul 2030 dacă vom procesa cel puțin 5% din deșeurile forestiere generate de industria forestieră din Europa și America de Nord.

În vreme ce deschiderea noilor mine de extracție a grafitului natural în aceste regiuni poate dura până la 7 ani, o fabrică de biografit poate obține aprobările necesare în mai puțin de un an, iar materialul poate fi produs în câteva ore, în loc de câteva săptămâni.

În plus, experții din cadrul CarbonScape susțin că materialul dezvoltat de ei este suficient de calitativ pentru a fi deja un înlocuitor pentru grafitul sintetic sau cel natural, fără a fi necesare schimbări la nivelul bateriilor.

Comparativ cu procesul de obținere al celorlalte două tipuri de grafit, producția de biografit are cea mai mică amprentă de carbon și poate fi chiar neutră din punct de vedere al emisiilor de carbon, mai ales dacă pentru procesare este folosită energia regenerabilă.

Investiții și planuri de viitor

În 2023, CarbonScape a primit cea mai mare investiție a sa de până în prezent în valoare de 18 milioane de dolari din partea companiei suedezo-finlandeze Stora Enso Oyj, unul dintre cei mai importanți operatori forestieri privați din lume care comercializează producția de biografit în Europa și SUA. La vremea respectivă, oficialii companiei neozeelandeze au declarat că „noua investiție va permite CarbonScape să își scaleze operațiunile și să dezvolte planurile pentru viitoarele fabrici din SUA și Europa.”

În prezent, compania este în proces de comercializare a producției materialului revoluționar în cele două regiuni cu ajutorul Stora Enso Oyj și Amperex Technology, întrucât își dorește să transforme biografitul în norma industriei. Pentru că materialul este foarte performant, are un preț de producție și o amprentă de carbon reduse și este și flexibil în ce privește localizarea producției, acesta poate fi următorul pas în industria bateriilor sustenabile.

„Biografitul produs de CarbonScape va reduce amprenta de carbon a bateriilor per mașină electrică cu aproape o treime. Producția europeană de biografit pentru baterii până în 2030 ar putea ajuta la reducerea emisiilor de carbon cu până la 15 milioane de tone de CO2. Acesta este echivalentul scoaterii anuale de pe șosele a unui milion de vehicule cu motoare termice”, adaugă oficialii companiei.