O projeto CAVALI tem por objetivo desenvolver, até ao limite máximo considerado possível e exequível, a cadeia de valor do ciclo produtivo das baterias para veículos elétricos à base de lítio, potenciando desta forma a maximização do valor acrescentado resultante da exploração dos recursos nacionais deste metal, sendo presentemente Portugal o país com reservas de Li demonstradas mais elevadas no continente europeu.
Para tal, o projeto incide sobre as etapas do ciclo produtivo mais suscetíveis de poderem vir a ser instaladas em Portugal, apesar da universalidade e originalidade dos temas da investigação:
- No campo da análise química o projeto propõe aperfeiçoar o analisador de lítio por espectroscopia de plasma induzido por laser (LIBS) atualmente existente no mercado, disponibilizando uma nova funcionalidade totalmente inovadora: a discriminação do lítio proveniente da espodumena em relação ao proveniente doutros minerais, fator extremamente relevante para o aproveitamento de jazigos com múltiplos minerais. TRL: 4.
- Desenvolvimento de padrões de referência para materiais de lepidolite. Este objetivo é extremamente relevante uma vez que a maior parte das reservas de lítio a nível europeu são deste mineral. Este objetivo será perseguido pela FCUP que simultaneamente terá a seu cargo o suporte de caracterização dos materiais de lítio envolvidos no ciclo produtivo;
- Desenvolvimento e otimização de diagramas de processamento para minerais de espodumena e de lepidolite incluindo ações de demonstração à escala piloto. Esta atividade será desenvolvida pelo LNEG; TRL: 5-6.
- No campo da metalurgia o projeto visa obter um processo de produção de LiOH, que compatibilize um dos processos atualmente existentes para os concentrados de espodumena, com um processo novo para minérios de lepidolite que tenha o maior número possível de operação unitárias em comum, permitindo o tratamento simultâneo dos dois minerais numa metalurgia única. Este objetivo é completamente inovador a nível mundial e, se alcançado, permitirá criar as condições para que exista uma metalurgia única do Li em Portugal, permitindo tratar concentrados de vários jazigos. Esta atividade será desenvolvida na FEUP CERENA; TRL: 4
- Serão desenvolvidos programas informáticos que permitirão pré-dimensionar instalações de processamento de minérios de espodumena e de lepidolite, com base nos diagramas desenvolvidos. O mesmo se refere ao processamento metalúrgico dos concentrados. Os programas permitirão executar os balanços de massa e o pré-dimensionamento, quantificar o consumo de reagentes e de energia e estimar os custos operatórios (OpEx) e de capital (CapEx), bem como estimar a pré-viabilidade económica da exploração de jazigos de lítio. Para isso, terão forçosamente de incluir a fase de extração mineira. Estes programas são atualmente inexistentes. A atividade será coordenada pelo proponente principal Mota Mineral, com participação da FEUP e do LNEG; TRL: 3.
- No campo das baterias pretende-se desenvolver a investigação básica que torne possível a construção de uma nova arquitetura de baterias, FEB: "ferroelectric- electrolyte batteries", em que a difusão dos iões é reduzida a pequenos deslocamentos e a comunicação iónica entre os eletrólitos se faz através das cadeias de dipolos sob a ação do campo elétrico no interior da célula da bateria. O desenvolvimento desta atividade permitirá desenvolver protótipos de células FEB com a seguinte arquitetura: Li/eletrólito-ferroelétrico/polímero- dielétrico/cátodo. O eletrólito, patenteado pela Universidade do Porto e pelo LNEG, vai ser sintetizado e otimizado para estas células de bateria. O cátodo usado vai ser o LNMO na versão rica em lítio. As células vão ser montadas em caixas de luvas com uma atmosfera de árgon uma vez que se usará lítio na forma metálica. Esta atividade inovadora será desenvolvida pela FEUP(DEF); TRL: 5-6.
- Finalmente será desenvolvida uma Análise de Ciclo de Vida contemplando as seguintes fases do ciclo produtivo: prospeção, extração, processamento de minérios, metalurgia e produção de baterias de lítio. Basear-se-á nos processos resultantes do projeto e permitirá inferir de forma científica e fundamentada os impactos resultantes desta atividade industrial. Esta atividade será coordenada na FEUP pelo CERENA. |
