Exaltado pelo político Enéas Carneiro no início da década de 90 e de volta ao cenário com o presidente Jair Bolsonaro (sem partido), o nióbio é um metal cujo 90% do mercado mundial é controlado pelo Brasil. E que vem ganhando importância na fabricação de carros.
Com 100 g de nióbio é possível reforçar uma tonelada de aço. Mas não é ele propriamente, mas sim um dos seus subprodutos: há a liga ferronióbio, usada para dar mais força ao aço, o óxido de nióbio, nióbio metálico e ligas de grau vácuo.
Entre outras aplicações, o setor automotivo é um dos que pode se beneficiar nos anos futuros dos investimentos que vêm sendo feito.
Um dos usos que já começaram a ter frutos é no reforço de liga metálica. Carros de competição, como da Extreme E, uma categoria de protótipos elétricos em provas fora de estrada, usam na composição do chassi.
Para melhorar a autonomia das baterias que alimentam os carros elétricos da competição, reduzir peso é essencial. O nióbio foi utilizado e conseguiu diminuir o peso total do chassi e reforços de proteção dos pilotos, popularmente chamado de santantônio, em 100 kg, sem comprometer a segurança.
Outro exemplo do uso do nióbio na redução do peso da liga metálica é na construção da segunda geração do BAC Mono. O carro é um esportivo de um lugar, produzido na Inglaterra, e que pode ser emplacado para uso em rua em diversos lugares do mundo.
A empresa conseguiu reduzir em 18% o peso do novo chassi – o foco era de ganhos de 15%. Na prática, isso garantiu estruturas mais finas e leves, mas com a mesma rigidez estrutural para atender os níveis de segurança exigidos e também na dirigibilidade do produto.
A chegada do novo BAC Mono às lojas e ruas está programada para 2022. Com apenas 570 kg, ele terá um motor quatro cilindros, 2.3 turbo, de 332 cv e 40,7 mkgf. O câmbio é sequencial de seis marchas.
O nióbio também já está sendo utilizado na liga de discos de freios. O composto atua nas propriedades termomecânicas (atrito e calor) dos freios. Com maior rigidez e também resistência ao calor, eles duram mais e reduzem o custo de manutenção.
Partes em amarelo mostram componentes com nióbio
Imagem: Divulgação
Nanocristais
Com carros cada vez mais conectados e com diferentes fontes de energia e de controle sendo estabelecidas há uma outra aplicação: os nanocristais.
Eles são uma liga magnética que permite controlar e converter eletricidade. Uma das vantagens é que eles ajudam a reduzir a interferência em fontes de energia vindas de outras fontes – quase como um isolante.
Para os carros, especialmente elétricos e híbridos, pela capacidade de lidar com temperaturas altas, é uma das aplicações que têm sido aventadas.
Ainda em fase de testes, eles podem ajudar também em reduzir o tempo de recarga de carros elétricos por meio de estações sem fio (wireless), já que como reduzem as interferências, conseguiriam manter a estabilidade do ponto de carga.
Aplicações em baterias de carros elétricos
Mas há outras aplicações em estudo para esse material dentro da indústria automotiva e pode ganhar espaço com a corrida pela introdução em massa do carro elétrico e também de mais tecnologia em diferenças áreas dos veículos.
Nos carros em geral ela pode ser usada para reduzir o peso de componentes como braços de suspensão, rodas de liga leve, entre outros. Conseguir que esses componentes fiquem ainda mais leves é importante para as empresas focadas em prazos relativamente curtos para vender carros elétricos em massa.
Uma das aplicações é do óxido de nióbio no desenvolvimento de baterias de íons de lítio. O estudo está em testes pela parceria da Toshiba, uma das maiores fabricantes de baterias (sim, é o mesmo grupo que vendia TVs no Brasil), com a CBMM (Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração.
Segundo os estudos, o uso do derivado de nióbio permite que as recargas sejam feitas em um tempo menor e também que as baterias com o composto, associado ao óxido de titânio, sejam mais estáveis. Estável, para uma bateria elétrica, significa evitar casos de superaquecimento e explosão, por exemplo.
Há ainda melhora da densidade das baterias. Trocando em miúdos, melhor densidade significa conseguir colocar mais carga em cada bateria sem precisar aumentar o tamanho físico. Por consequência, isso se traduz em mais autonomia, sem aumento de peso.
Eles notaram também que com uso de nióbio as baterias aguentavam mais ciclos completos de carga. A aplicação do nióbio seria na substituição de materiais como cobalto, níquel e manganésio, por exemplo.
Atualmente são esses materiais responsáveis por ajudar a criar a reação química que transforma a química da bateria em energia elétrica.
O cobalto, por exemplo, tem questões ambientais e políticas para seu uso. A sua extração usa explosões em minas e os países de onde ele vem, como o Congo, na África, vivem sob constantes problemas políticos.
