Primeira olhada: renderizações da maior fábrica do mundo para materiais avançados de baterias de silício

A startup de tecnologia climática Group14 está construindo uma fábrica que, segundo ela, será a maior produtora mundial de material avançado para baterias de silício – um ingrediente que torna as baterias convencionais de íon de lítio mais potentes e com carregamento mais rápido.

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A fábrica da empresa em Moses Lake, no leste de Washington, no próximo ano deve começar a produzir o produto de silício-carbono patenteado do Group14. Quando estiver totalmente operacional, a instalação terá uma capacidade anual recorde de 4.000 toneladas – material suficiente para pelo menos 200.000 veículos elétricos ou 20 gigawatts de energia da bateria.

Existem dezenas de empresas que fabricam materiais avançados de ânodo de silício, disse o CEO e cofundador do Group14, Rick Luebbe – mas o dele foi mais rápido.

Lançada em 2015, a startup levantou US$ 650 milhões de investidores , além de mais de US$ 100 milhões em financiamento federal. O Group14 foi um spinoff da empresa de materiais de armazenamento de energia EnerG2 , que era um spinoff da Universidade de Washington iniciado em 2003.

O grupo de tecnologia principal do Group14 fez parte da jornada EnerG2 que levou a pesquisa de laboratório a estudos-piloto e à comercialização total. A EnerG2 foi adquirida pela BASF em 2016.

A experiência ajudou a moldar sua mentalidade na criação da tecnologia do Group14. A equipe projetou intencionalmente seu material de ânodo com o objetivo de facilitar a fabricação, disse Luebbe.

“Não se trata apenas de o material funcionar bem, ele precisa ser dimensionado e ter boa relação custo-benefício”, disse ele.

Pesquisadores do Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) publicaram na semana passada um artigo descrevendo essa dificuldade com materiais de bateria, observando que “descobertas promissoras em laboratório” podem enfrentar desafios técnicos intransponíveis quando se trata de fabricação.

Assim, o Group14 manteve a simplicidade – ou o mais simples possível na produção de um material energético avançado.

“Há muitos segredos comerciais lá e muita [propriedade intelectual] em torno disso”, disse Luebbe. “Mas em termos de como o material é realmente feito, não é um conjunto de etapas muito complexo.”

O produto de silício-carbono da startup é usado no lugar do ânodo de grafite convencional de uma bateria. O ânodo de silício-carbono é mais eficiente, por isso pode ser menor, deixando mais espaço disponível para o cátodo. E o cátodo contém o lítio, que determina a densidade de energia da bateria. Um cátodo maior cria uma bateria mais potente.

Esse aumento de desempenho ganhou o apoio da Porsche AG, que é investidora e cliente. A startup tem clientes adicionais nos setores automotivo e de produtos de consumo, disse Luebbe.

Atualmente, o Group14 administra uma fábrica a leste de Seattle, em Woodinville, que pode produzir 120 toneladas de material para baterias por ano, embora esteja operando abaixo desse volume.

A empresa está finalizando a construção de uma instalação na Coreia do Sul em parceria com a empresa de eletrônicos SK materials . Está programado para começar a operar ainda este ano, com uma capacidade anual de 2.000 toneladas. Por um tempo, essa fábrica será o local de produção de maior volume para materiais avançados de ânodo de silício – até que seja destronado pela operação de Moses Lake em 2024.

Aqui está a instalação de Moses Lake pelos números:

O local incluirá um campus de 1 milhão de pés quadrados.
A fábrica terá inicialmente dois módulos, cada um produzindo 2.000 toneladas de material anualmente.
A construção exigirá 400 trabalhadores.
A empresa de engenharia, design e construção Clayco é parceira do projeto.
A construção da fábrica incluirá US$ 30 milhões em aço fabricado nos Estados Unidos.
A Group14 espera contratar 200 funcionários em Moses Lake para operar os dois módulos, com potencial para construir mais.