A Rússia lançou a produção industrial de ligas de magnésio com terras raras, enquanto a tecnologia alemã de "lama de hidrogénio à base de magnésio" enfrentou questionamentos sistemáticos [Pesquisa SMM]

A Planta de Magnésio de Solikamsk, na Rússia, inicia a produção industrial de ligas de magnésio com terras raras

A Planta de Magnésio de Solikamsk (SMP), subsidiária da Rosatom, da Rússia, anunciou recentemente o início da produção industrial de ligas de magnésio contendo elementos de terras raras, como neodímio, cério e lantânio. Esses novos materiais combinam leveza e alta resistência, podem reduzir significativamente o peso estrutural e melhorar a eficiência energética dos equipamentos, além de serem recicláveis, sendo classificados como materiais de “engenharia verde”. Os produtos são voltados principalmente para os setores aeroespacial, de fabricação automotiva, de energia e de petróleo e gás. A introdução de aditivos de terras raras aumentou a resistência à carga do material e prolongou a vida útil de componentes essenciais. A Planta de Magnésio de Solikamsk iniciou a produção de magnésio em 1936 e começou a extrair metais de terras raras do concentrado de loparita em 1958. Atualmente, a planta responde por 100% da capacidade da Rússia em compostos de terras raras, nióbio e tântalo, além de 75% da produção de magnésio e 4% da de titânio.

A tecnologia de “pasta de hidrogênio à base de magnésio” da Fraunhofer enfrenta questionamentos sobre eficiência e custo no nível do sistema

A tecnologia Powerpaste, desenvolvida pelo Instituto Fraunhofer, da Alemanha, voltou recentemente ao centro das discussões. Baseada em hidreto de magnésio, a tecnologia libera hidrogênio por meio da reação com água para uso em células de combustível, buscando evitar os desafios de segurança e custo do armazenamento de hidrogênio em alta pressão. No entanto, análises independentes indicaram que seu desempenho no sistema completo ficou muito aquém das alegações promocionais.

As questões centrais estão na densidade energética e na eficiência. Segundo estimativas, a produção de 1 kg de hidrogênio requer cerca de 10 kg de pasta de hidrogênio e 9 kg de água purificada, totalizando 19 kg, o que corresponde a uma densidade energética em nível de sistema de apenas cerca de 0,3-0,4 kWh/kg, comparável à das baterias de lítio, e não superior a elas. A produção de magnésio a montante consome entre 80 e 110 kWh/kg de hidrogênio, resultando em uma eficiência total da cadeia, de eletricidade a eletricidade, de apenas cerca de 10%. O processo de reação libera uma grande quantidade de calor, cerca de 19 kWh/kg de hidrogênio, exigindo uma gestão térmica complexa. As taxas de produção de hidrogênio são limitadas, e é necessária purificação para torná-lo compatível com células a combustível de membrana de troca de prótons. Do lado dos custos, apenas o consumo de energia na produção de magnésio elevou os custos em US$ 4–11/kg de hidrogênio, sem incluir ainda o hardware do sistema e a logística.

O custo alegado pela Fraunhofer, de 2 euros por quilograma de pasta de hidrogênio, cobre apenas as matérias-primas, enquanto o custo total do sistema é uma ordem de grandeza superior. A cadeia de reciclagem também não foi fechada, pois a fundição de hidróxido de magnésio de volta em magnésio exige alto consumo de energia. A análise concluiu que a tecnologia é adequada apenas para cenários de demonstração na faixa de centenas de watts a quilowatts e não pode atender a grandes demandas de potência, como as de navios. Em essência, trata-se de “destruição de energia”, e não de armazenamento de energia, e não há vantagem em nível de sistema.