Magnésio pode ser o novo lítio nos veículos elétricos?

Nos últimos anos, o lítio afirmou-se como um dos metais mais importantes para a transição elétrica mundial.

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Isto deve-se sobretudo à utilização generalizada em veículos elétricos (VE), através de baterias de iões de lítio. Estas oferecem elevada densidade energética, são leves e permitem carregamentos rápidos, além de terem uma longa vida útil, o que suporta a atual autonomia e desempenho na condução.

Tornou-se, por isso, essencial para conseguir avanços práticos e disseminados na eletrificação automóvel.

Ainda assim, o lítio continua a enfrentar desafios estruturais importantes no abastecimento a longo prazo, levando cada vez mais fabricantes de VE a ponderarem alternativas como o manganês e o magnésio.

Porque magnésio?

O magnésio, outro metal crucial para veículos elétricos e baterias de armazenamento de energia, poderá tornar-se uma alternativa importante ao lítio nos VE.

É mais barato, encontra-se em abundância em todo o mundo e armazena mais energia. É igualmente considerado mais seguro do que o lítio, porque não forma as agulhas conhecidas como dendritos, que podem provocar curtos-circuitos ou incêndios em baterias de lítio.

Uma bateria de magnésio consegue ainda armazenar mais energia num espaço menor, o que pode trazer ganhos importantes de dimensão e eficiência para os fabricantes que pretendem veículos mais compactos.

É também um dos elementos mais comuns tanto na água do mar como no solo, o que poderá ajudar os fabricantes a contornar futuras limitações de oferta de lítio.

Os iões de magnésio transportam ainda o dobro da carga dos iões de lítio, com carga +2, o que pode permitir maior capacidade volumétrica e, assim, soluções de armazenamento de energia mais compactas e densas, tanto para VE como para outros dispositivos.

A China produz a esmagadora maioria do magnésio mundial, respondendo por cerca de 87% a 95% do magnésio primário em 2025, o que equivale a entre 830 000 e 950 000 toneladas métricas, segundo (fonte em inglês) o Elements, do Visual Capitalist.

Isto deve-se sobretudo às vastas reservas de dolomite, com as maiores reservas de magnésio concentradas na província de Liaoning.

O segundo maior produtor de magnésio é Israel, que extrai o metal sobretudo do mar Morto. A Rússia e o Brasil são outros grandes produtores, com algumas das principais reservas localizadas em Satka e Brumado.

O manganês está igualmente a afirmar-se como complemento das baterias de lítio, em vez de as substituir totalmente. As baterias de manganês têm uma densidade energética muito inferior e não suportam centenas de ciclos de recarga com facilidade. Fornecem também uma tensão mais baixa.

Por isso, funcionam bem como apoio a sistemas de lítio em configurações híbridas, mas não respondem a exigências elevadas de potência.

Porque o abastecimento de lítio é instável

Um dos principais desafios ao abastecimento de lítio é a lentidão dos projetos. Abrir uma nova mina de lítio demora, em média, 16 a 18 anos, desde a descoberta inicial até ao início da produção. Tal deve-se sobretudo a regras de licenciamento complexas, direitos de exploração e dificuldades de financiamento em muitas regiões do mundo.

A extração em rocha dura gera ainda grandes quantidades de resíduos e a exploração de salmouras consome volumes elevados de água nas regiões áridas onde o lítio é habitualmente encontrado. Isto atrai maior escrutínio das comunidades locais e de grupos ambientalistas.

Além disso, a queda recente dos preços do lítio, após um período de excesso de oferta, levou a uma redução dos investimentos mineiros e dos orçamentos de exploração. Tal põe em risco a carteira de projetos para produção futura e, em última análise, a transição energética global.

A maior parte do lítio encontra-se concentrada na Austrália e no “Triângulo do Lítio” da América do Sul, enquanto a China controla uma parte significativa da capacidade de refinação necessária para produzir material de qualidade para baterias.

Baterias de magnésio?

Atualmente, a maioria das baterias de magnésio ainda se encontra em fase de testes, em instituições como a Universidade de Waterloo.

Ainda assim, alguns grandes construtores automóveis estão a desenvolver e a testar cada vez mais alternativas ricas em magnésio ou dopadas com manganês, como células de lítio ricas em manganês (LMFP) ou químicas de magnésio pensadas para o longo prazo.

A MG (SAIC Motor) começou recentemente a utilizar nova tecnologia de bateria semi-estado sólido SolidCore, baseada em óxido de lítio-manganês (LMO), em modelos como o MG4 EV Urban, cuja chegada aos mercados do Reino Unido e da Europa está prevista para o final de 2026.

A General Motors e a LG Energy Solution apontam atualmente para um lançamento comercial em 2028 de células de bateria avançadas de lítio ricas em manganês (LMR). Estas recorrem a um teor elevado de manganês para baixar custos e aumentar a densidade energética de futuros camiões e SUV elétricos.

A Toyota tem igualmente financiado investigação de longo prazo dedicada a substituir a química de lítio convencional por alternativas de magnésio de alta capacidade. Contudo, continua a não ser claro quando os veículos comerciais poderão usar esta tecnologia, uma vez que os investigadores aguardam ainda uma maior estabilização dos eletrólitos.

A Great Wall Motor recorre também a tecnologia de fundição de magnésio semi-sólido para reduzir o peso dos componentes, enquanto a Tesla integrou componentes seletivos em liga de magnésio no Model 3 e no Model Y.

Porque as baterias de magnésio ainda não são generalizadas

Apesar de as baterias de magnésio estarem a despertar mais interesse como possíveis alternativas ao lítio, subsistem desafios significativos antes de poderem ser adotadas em massa.

Uma das maiores desvantagens do magnésio é a movimentação lenta dos iões, o que significa que as partículas de magnésio se deslocam mais devagar no interior dos materiais da bateria.

Isto traduz-se em tempos de carregamento muito longos e em potência limitada durante acelerações rápidas, além de fraco desempenho em temperaturas baixas. Estes fatores tornam difícil que as baterias de magnésio igualem as baterias de lítio para VE em carregamento rápido e potência elevada.

Encontrar um eletrólito líquido ou sólido que permita ao magnésio mover-se facilmente sem se degradar é também complicado nesta fase, já que os eletrólitos capazes de transportar iões de magnésio de forma eficiente acabam por corroer os componentes internos da bateria.

Do mesmo modo, continua a ser extremamente complexo encontrar um material de cátodo que resista à inserção e remoção de iões de magnésio sem se degradar.