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l IFE: nº 00 (TESTE) - 21 de fevereiro de 2020 Índice Políticas Públicas e Regulatórias Inovação e Tecnologia Indústria Automobilística Artigos e Estudos
Políticas Públicas e Regulatórias 1 Caminhão de bombeiros híbridos em Hollywood O novo caminhão da tripulação será o primeiro carro de bombeiros movido a bateria nos Estados Unidos. É mais rápido, ágil e custou US $ 1,2 milhão. O caminhão é alimentado por duas baterias com capacidade de 100 kilowatt-hora, que devem manter o motor funcionando por até duas horas antes que o motor diesel seja necessário. Os caminhões híbridos são mais estreitos que os modelos anteriores, dizem lidar melhor e oferecem uma altura de deslocamento ajustável para lidar com vários obstáculos urbanos. (The Drive – 17.02.2020) 2 Governo traça plano para atrair fábrica da Tesla para o Brasil O governo tentará atrair para o Brasil a instalação de uma fábrica da montadora norte-americana de veículos elétricos Tesla, afirmou o deputado federal Eduardo Bolsonaro no Twitter nesta quinta-feira. O deputado, que já foi cotado pelo governo de seu pai, Jair Bolsonaro, para ser embaixador do Brasil em Washington, disse na rede social que participou de uma videoconferência com o ministro de Ciência e Tecnologia, Marcos Pontes, e o ministro-conselheiro da embaixada dos EUA no Brasil, William Popp, para discutir a atração do investimento da Tesla. Procurado, representantes do Ministério de Ciência e Tecnologia e da Tesla não se manifestaram sobre o assunto. (Reuters – 20.02.2020)
Inovação e Tecnologia 1 Indústria de nióbio foca em baterias para VEs O nióbio é um metal usado principalmente pela indústria siderúrgica como elemento de fortalecimento de ferroligas. No entanto, o fator de substituição tem seus limites, determinados por fatores técnicos (o nióbio possui uma solubilidade menor que o vanádio). A indústria de nióbio está ciente desses problemas e já está procurando um futuro além do aço. As baterias de veículos elétricos (VEs) e as aplicações nanocristalinas podem crescer a uma taxa de dois dígitos na próxima década, dependendo dos desenvolvimentos tecnológicos. (Green Car Congress – 17.02.2020) 2 Capacidade de bateria: 95,6 GWh implantados globalmente em VEs Em 2019, 95,6 GWh de capacidade da bateria foram implantados globalmente em veículos elétricos (VEs) de passageiros recém-vendidos, um aumento de 30% em relação ao ano anterior, de acordo com o EV Battery Capacity and Track Metals Tracker da Adamas Intelligence baseado na Web. Ásia liderou com 50,9 GWh implantados, um aumento de 27% em relação ao ano anterior, seguido pela Europa, com 23,9 GWh implantados, registrando um aumento de 89% em relação ao ano anterior. Em nível global, os veículos elétricos a bateria (BEVs) foram responsáveis por 90% de toda a capacidade da bateria de veículos elétricos de passageiros implantada em 2019, seguidos pelos veículos elétricos híbridos plugáveis (PHEVs) com 7% e veículos elétricos híbridos (HEVs) com o restante 3%. (Green Car Congress – 18.02.2020) 3 Atlis Motor Vehicles: protótipo da tecnologia de baterias A Atlis Motor Vehicles anunciou o primeiro evento do Dia da Bateria Atlis, onde exibirá os primeiros protótipos de sua tecnologia proprietária de bateria de carregamento ultra-rápido e plataforma XP 100% elétrica. O CEO e fundador da startup, Mark Hanchett, afirma que sua solução de bateria escalonável (a partir de 125 kWh) apresentará carregamento ultra-rápido, além de desempenho térmico superior. (Green Car Congress – 18.02.2020) 4 Centro de Pesquisa alemão busca sistema ágil de produção de baterias 5 Daimler busca infraestrutura de carregamento para caminhões elétricos O Daimler Trucks E-Mobility Group está lançando uma iniciativa mundial para estabelecer uma infraestrutura de carregamento para caminhões elétricos a bateria. O foco inicial está nas estações de carregamento instaladas nos depósitos de clientes de caminhões. No âmbito da iniciativa, o E-Mobility Group reúne os principais players - clientes de caminhões eletrônicos, operadores de rede elétrica, fornecedores de energia, fabricantes de hardware e fornecedores de software -, promovendo soluções de infraestrutura compartilhada para clientes de caminhões na rede. (Green Car Congress – 18.02.2020)
Indústria Automobilística 1 Jaguar I-Pace terá produção interrompida por falta de baterias Um problema no fornecimento de baterias está fazendo com que diversas fabricantes suspendam a produção de carros elétricos. Após Audi e Mercedes-Benz, chegou a vez da Jaguar anunciar que irá interromper temporariamente a montagem do I-Pace na Áustria por uma semana, já que a LG Chem, fornecedora de baterias, não consegue atender a demanda. O motivo para esta falta de baterias não está muito claro. Sabemos que o surto de Coronavirus está afetando muito a China e os países vizinhos, só que nem a Jaguar Land Rover quanto a LG Chem dizem que esta é a razão. Este problema de capacidade da LG Chem já apareceu em outras situações. (Inside EVs – 17.02.2020) 2 GM encerra operações na Austrália e Nova Zelândia A General Motors encerrará as operações de vendas, design e engenharia na Austrália e Nova Zelândia e aposentará a marca Holden até 2021. A montadora também disse que a Great Wall Motors da China concordou em comprar sua fábrica na Tailândia, e planeja ainda retirar a marca Chevrolet do país. A GM está "focando em mercados onde temos as estratégias certas para gerar retornos robustos e priorizando investimentos globais que impulsionarão o crescimento no futuro da mobilidade", especialmente em veículos elétricos e autônomos, afirmou Mary Barra, CEO da GM, em comunicado. (Automotive News – 17.02.2020) 3 Cadillac vai revelar crossover elétrico de médio porte em abril A Cadillac irá revelar seu primeiro veículo elétrico - um crossover de médio porte - em abril, disse o presidente da Cadillac, Steve Carlisle, aos revendedores na segunda-feira. O crossover começará uma rápida cadência de lançamentos EV para a General Motors. A montadora disse que planeja construir 20 EVs globalmente até 2023. "Queremos começar a trabalhar com o futuro da Cadillac e de nossos revendedores, que é o EV", disse David Butler, gerente executivo da The Suburban Collection e presidente do conselho nacional de revendedores da Cadillac. (Automotive News – 17.02.2020) 4 Opel voltará ao mercado japonês com impulso elétrico A Opel continuará seu impulso de vendas internacionais, reingressando no mercado japonês com três modelos exportados da Europa: o pequeno hatchback Corsa, o SUV compacto Grandland X e a van derivada do carro Combo Life. O Corsa estará disponível em uma versão totalmente elétrica e o Grandland X como um híbrido de plug-in. A marca construirá uma rede de revendedores nas principais cidades japonesas, com o objetivo de cobrir 80% do país até 2023. Como parte do seu plano de recuperação do PACE, a Opel está buscando mais de 10% das vendas fora da Europa até 2025. Entrará - ou voltará a entrar - em pelo menos 20 novos mercados até 2022, segundo o plano. (Automotive News – 18.02.2020) 5 Kia anuncia powertrain para a próxima geração Sorento A Kia Motors Corporation revelou detalhes da nova plataforma e powertrain da próxima geração Sorento. O novo Sorento fará sua estreia pública no Salão Internacional de Genebra de 2020. Com uma estrutura compacta do compartimento do motor, balanços mais curtos e uma distância entre eixos mais longa, a plataforma permite o novo design e a postura na estrada do carro, além de seu passeio confortável e características de manuseio satisfatórias. Além de sua nova plataforma e powertrains, o novo Sorento implementa uma variedade de recursos de segurança e conveniência de alta tecnologia. (Green Car Congress – 19.02.2020)
Artigos e Estudos 1 Os caminhões elétricos a bateria para entrega em 24 horas são o futuro da logística da cidade? - Um estudo de caso alemão Especialmente nas áreas urbanas, uma grande proporção da poluição do ar pode ser atribuída ao tráfego rodoviário. Assim, em muitos países, as proibições estão sendo discutidas em veículos a diesel nas cidades do interior. Essas proibições de diesel representam uma ameaça grave para os prestadores de serviços de logística (LSPs) que atuam na logística da cidade, uma vez que suas frotas são baseadas em veículos movidos a diesel. Uma solução para os LSPs é a introdução de caminhões pesados a bateria (HDTs). No entanto, isso raramente é feito no momento, devido aos altos custos de investimento desses caminhões. Para compensar esses altos investimentos, são necessárias milhas altas para se beneficiar dos baixos custos operacionais desses veículos. A implementação da entrega em 24 horas aumentaria a quilometragem diária de HDTs. Por causa dos regulamentos de emissão de ruído, a entrega em 24 horas só poderia ser realizada usando HDTs com bateria elétrica. Neste estudo, exploramos se o uso de HDTs com bateria para entrega em 24 horas é econômico para LSPs. Utilizamos dados de um LSP alemão em logística de alimentos, desenvolvemos um modelo de dinâmica de sistema e integramos um cálculo de custo total de propriedade juntamente com um LSP e um modelo de escolha discreta para determinar se a entrega de 24 horas com HDTs a bateria é rentável para o LSP e como ele pode ser aceito e difundido entre lojas. Concluímos que a entrega em 24 horas usando HDTs com bateria elétrica é imediatamente rentável. Isso se deve ao aumento de quase 50% no potencial diário de viagem dos HDTs com bateria elétrica, em comparação com os HDTs a diesel, o que leva a um número total necessário menor de HDTs na frota. Os custos mais baixos de transporte, o aumento da qualidade da entrega e a diminuição do risco levam à rápida adoção da entrega em 24 horas entre as lojas, enquanto os menores Custos Totais de Propriedade (TCO) aceleram a adoção pelo LSP. A difusão na frota e nas lojas leva apenas um pouco mais do que uma vida útil do HDT. Consequentemente, a entrega em 24 horas com HDTs com bateria elétrica é uma solução promissora para uma logística urbana inovadora e sustentável. 2 Ajustando o espaçamento entre camadas de filmes laminados de grafeno para utilização eficiente dos poros em direção ao armazenamento compacto de energia capacitiva Os supercapacitores mostraram uma promessa extraordinária para eletrônicos miniaturizados e veículos elétricos, mas geralmente são limitados por eletrodos com desempenho volumétrico baixo, o que se deve em grande parte à utilização ineficiente de poros no armazenamento de carga. Aqui, projetamos um eletrodo de filme laminado de grafeno independente com utilização de poros altamente eficiente para armazenamento compacto de energia capacitiva. O espaçamento entre camadas deste filme pode ser ajustado com precisão, o que permite uma porosidade ajustável. Ao adaptar sistematicamente o tamanho do poro para os íons eletrólitos, os poros são utilizados de maneira ideal e, assim, a capacitância volumétrica é maximizada. Consequentemente, o supercapacitor fabricado fornece uma densidade de energia volumétrica de pilha de 88,1 Wh l-1 em um eletrólito líquido iônico, representando um avanço crítico para otimizar a porosidade em relação ao armazenamento compacto de energia. Além disso, o eletrodo de filme otimizado é montado em um dispositivo inteligente flexível, todo em estado sólido e baseado em ionogel, com várias saídas opcionais e estabilidade superior, demonstrando enorme potencial como fonte de alimentação portátil em aplicações práticas. 3 Estratégias de controle da poluição do ar que limitam diretamente os danos à saúde nacional nos EUA A exposição a partículas finas (PM2,5) da combustão contribui significativamente para a mortalidade global e nos EUA. As estratégias de controle tradicionais normalmente reduzem as emissões de poluentes e setores específicos do ar para manter as concentrações de poluentes abaixo dos padrões. Aqui, definimos diretamente metas nacionais de redução de custos de mortalidade por PM2.5 dentro de um modelo global de sistema terra-humano com sistemas de energia estaduais dos EUA, em cenários até 2050, para identificar endogenamente as ações, setores e locais de controle que reduzem com mais economia Mortalidade por PM2,5. Mostramos que benefícios substanciais à saúde podem ser alcançados de maneira econômica por fontes de eletricidade com altas intensidades de emissão primária de PM2,5, incluindo carvão industrial, biomassa de construção e líquidos industriais. Metas de redução de PM2.5 mais rigorosas agilizam a eliminação gradual de fontes de alta intensidade de emissão, levando a maiores quedas nas principais emissões de poluentes, mas com co-benefícios muito limitados na redução das emissões de CO2. As estratégias de controle que limitam os danos à saúde alcançam as maiores reduções de emissão nos estados do leste norte central e do Atlântico Médio. 4 Uma bateria de íons de hidrônio à base de eletrodo orgânica/inorgânica As baterias de íon hidrônio são consideradas uma das tecnologias de energia mais promissoras como fontes de energia da próxima geração, beneficiando-se de seus méritos de custo-efetividade e sustentabilidade. Aqui, propomos uma bateria de íon hidrônio que é baseada em um ânodo orgânico de pireno-4,5,9,10-tetraona e um cátodo inorgânico de feltro MnO2 @ em grafite em um eletrólito ácido. Sua operação envolve uma reação redox de quinona/hidroquinona no ânodo e uma reação de conversão MnO2 / Mn2 + no cátodo, paralelamente à transferência de H3O + entre dois eletrodos. O mecanismo de operação distinto fornece a essa bateria de íon hidrônio uma densidade de energia de até 132,6 Wh kg-1 e uma densidade de potência comparável ao supercapacitor de 30,8 kW kg-1, além de uma vida útil de ciclo de longo prazo acima de 5000 ciclos. Além disso, surpreendentemente, esta bateria de íon hidrônio funciona bem mesmo com um eletrólito congelado abaixo de -40 ° C, e o desempenho de taxa superior e a estabilidade do ciclo permanecem a -70 ° C. 5 Otimização de closed-loop de protocolos de carregamento rápido para baterias com aprendizado de máquina A otimização simultânea de muitos parâmetros de projeto em experimentos demorados causa gargalos em uma ampla gama de disciplinas científicas e de engenharia. Um exemplo é a otimização de processos e controles para baterias de íon-lítio durante a seleção de materiais, fabricação e operação de células. Um objetivo típico é maximizar a vida útil da bateria; no entanto, a realização de um único experimento para avaliar a vida útil pode levar meses a anos. Além disso, grandes espaços de parâmetros e alta variabilidade de amostragem requerem um grande número de experimentos. Portanto, o principal desafio é reduzir o número e a duração das experiências necessárias. Aqui, desenvolvemos e demonstramos uma metodologia de aprendizado de máquina para otimizar com eficiência um espaço de parâmetros, especificando os perfis de corrente e tensão de protocolos de carregamento rápido de seis etapas e dez minutos para maximizar a vida útil da bateria, o que pode aliviar a ansiedade de alcance dos usuários de veículos elétricos. Combinamos dois elementos principais para reduzir o custo de otimização: um modelo de previsão antecipada5, que reduz o tempo por experiência, prevendo a vida útil final do ciclo usando dados dos primeiros ciclos, e um algoritmo de otimização bayesiano que reduz o número de experimentos equilibrando exploração e exploração para sondar com eficiência o espaço de parâmetros dos protocolos de carregamento. Usando essa metodologia, identificamos rapidamente protocolos de cobrança de alto ciclo de vida entre 224 candidatos em 16 dias (em comparação com mais de 500 dias usando pesquisa exaustiva sem previsão antecipada) e, posteriormente, validamos a precisão e a eficiência de nossa abordagem de otimização. Nossa metodologia de circuito fechado incorpora automaticamente o feedback de experimentos passados para informar decisões futuras e pode ser generalizada para outras aplicações no design de baterias e, mais amplamente, em outros domínios científicos que envolvem experimentos demorados e espaços de design multidimensionais. Equipe
de Pesquisa UFRJ Para contato: ifes@race.nuca.ie.ufrj.br POLÍTICA
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