Pensar no futuro sempre foi algo que fez a Nissan sentir orgulho. No coração da nossa atitude vanguardista estão as mentes inquisitivas das nossas pessoas – principalmente pesquisadores como os que apresentamos nesta história. Estes jovens brilhantes se desafiam diariamente, em busca de seus sonhos e solucionando problemas. Motivados pelo princípio fundamental da Nissan de "Ousar fazer o que os outros não fazem", nossos jovens pesquisadores vão além dos limites em busca de soluções para problemas complexos. Baseados no Centro de Pesquisas da Nissan, eles trabalham em alta tecnologia de ponta, para desenvolver aquelas que serão utilizadas nos carros do amanhã.
Centro de Pesquisas da Nissan
O Centro de Pesquisas da Nissan é baseado em dois locais, na Prefeitura de Kanagawa. O mais velho dos dois prédios data de 1958, o que já dá uma ideia de há quanto tempo a Nissan tem investido em P&D. É neste local que são iniciados muitos dos desenvolvimentos tecnológicos da Nissan, oferecendo soluções que serão consideradas essenciais uma década depois. O principal objetivo das pessoas envolvidas neste trabalho é desenvolver tecnologias avançadas que culminarão em aplicações práticas para a Nissan. Este trabalho envolve a identificação de tendências e a análise de necessidades futuras.
O processo pode ser dividido em quatro áreas de concentração:
- Fomentar a eletrificação com foco na neutralidade de carbono
- Desenvolver serviços de mobilidade para uma nova criação de valor
- Ampliar o uso de Inteligência Artificial para além dos carros e na produção
- Inovar as tecnologias de produção para os veículos do futuro
O centro de pesquisas funciona como uma bússola para a Nissan. Ele é um ponto de encontro para os pesquisadores ligados pela mesma automotivação de mudar o mundo por meio de novas tecnologias de valor.
Conversando com os Pesquisadores
Fizemos uma série de entrevistas com jovens pesquisadores de algumas das áreas mais promissoras.
A vida em um mundo microscópico: Criando o pó metálico ideal
Impressão 3D: Moe Mekata (há 3 anos na Nissan)
Moe Mekata é pesquisadora de materiais para impressão 3D. Perguntamos a ela sobre sua paixão pela pesquisa e o entusiasmo que ela sente desenvolvendo as capabilidades da impressão 3D na Nissan.
Desde que estava na universidade, a Moe tem interesse por tecnologias de produção. Ela escolheu trabalhar na Nissan em vez de em outros fabricantes de outros setores porque a produção automotiva envolve uma série de processos de manufatura.
Com um brilho nos olhos, Moe nos conta que "produzir componentes metálicos com impressoras 3D muda o universo da produção automotiva. Isso porque as impressoras 3D podem produzir componentes de qualquer formato sem molde. Assim, é possível reduzir o peso utilizando a integração de componentes e um modelo estrutural 3D. Além disso, as impressoras 3D permitem modificar a resistência da peça ou seus materiais (como alumínio ou ferro), dependendo da própria peça ou o desempenho necessário. É como um sonho! Em breve teremos condições de criar peças específicas a pedido dos engenheiros".
O material utilizado neste tipo de impressão 3D é o pó metálico. Os grânulos que compõem o pó são agregados, fundidos camada por camada e conformados em uma única peça. Ao contrário da produção convencional de peças – que exige a moldagem, corte e soldagem – este método reduz a quantidade de refugo. A pesquisa da Moe se concentra no desenvolvimento dos pós metálicos utilizados no processo. Um dos desafios da viabilidade comercial é melhorar a qualidade do pó, mantendo os custos em um nível baixo.
As impressoras 3D têm chamado atenção não apenas por sua eficiência e melhoria geral da qualidade da produção. Mas elas também têm um papel importante, ajudando a Nissan em seus esforços para atingir a neutralidade de carbono. As peças produzidas via impressão 3D podem tornar os veículos elétricos mais leves, permitindo aumentar a autonomia. Isso é especialmente importante porque os veículos elétricos tendem a ser mais pesados devido aos módulos da bateria que eles carregam. Ao unificar o processo de criação de peças, que anteriormente dependia de um método em várias etapas, as impressoras 3D otimizam o formato da peça em uma única etapa, reduzindo os resíduos da produção.
"É a qualidade geral do pó que determina o desempenho final das peças impressas em 3D. É por isso que temos o objetivo de desenvolver novos pós de alta qualidade, que ninguém usou em aplicações práticas até agora".
Pela popularização dos veículos elétricos: em busca de uma ruptura!
Baterias de estado sólido: Hiroki Kawakami (há 7 anos na Nissan) – Kazuhiro Yoshino (há 4 anos na Nissan)
As baterias de estado sólido representam a próxima geração de baterias. Hiroki Kawakami e Kazuhiro Yoshino estão trabalhando para chegar a uma ruptura na aplicação prática desta nova tecnologia de baterias. Hiroki trabalha em conjunto com pesquisadores e estudantes de todo o mundo na Universidade Purdue, dos EUA. Já Kazuhiro trabalha com pesquisadores no Centro de Pesquisas da Nissan, no Japão.
As baterias de íons de lítio, que são utilizadas em muitos veículos elétricos, têm um eletrólito líquido que conduz a eletricidade dos íons de lítio. Inversamente, o eletrólito em uma bateria de estado sólido é – por definição – sólido. Mas por que este novo tipo de bateria está chamando atenção? Perguntamos isso para dois jovens pesquisadores.
"A maior vantagem das baterias de estado sólido é o aumento significativo na densidade da energia. Ao utilizar materiais eletrodos que armazenam mais íons de lítio e elétrons, pode ser armazenada mais energia, ocupando um volume menor". Kazuhiro complementa de forma entusiasmada que "Se esta bateria for utilizada em veículos elétricos, podemos esperar um aumento acentuado na autonomia. O eletrólito sólido também pode fazer com que a recarga seja mais rápida. Por essas razões, as baterias de estado sólido terão um papel-chave na expansão generalizada do uso de veículos elétricos".
Como parte do programa internacional de intercâmbio de jovens pesquisadores, Hiroki conduz simulações diariamente, para investigar o que acontece dentro da bateria e seu desempenho. Ele envia estas informações para o Centro de Pesquisas da Nissan, onde Kazuhiro as utiliza para fazer um protótipo, que é testado como uma bateria física real. Junto com seus colegas, ele realiza experimentos para verificar se o desempenho almejado poderá ser alcançado.
Então, que tipo de ruptura é necessário para a aplicação prática das baterias de estado sólido?
"Um dos aspectos mais difíceis do desenvolvimento das baterias de estado sólido é o contato entre as partículas de material ativo – que armazenam íons de lítio nos eletrodos – e as partículas de eletrólitos – por onde passam os íons de lítio", diz Hiroki.
"Para um melhor contato, precisamos de um mecanismo que aplique alta pressão pelo lado de fora. É fundamental assegurar um contato suficiente, mesmo em baixa pressão, entre o material ativo dos eletrodos e o eletrólito. Estamos trabalhando de forma intensa diariamente para encontrar uma solução para este problema, por meio de um processo de tentativa e erro".
Com o mesmo brilho no olhar que vimos no entusiasmo da Moe, Hiroki explica: "Existem várias coisas que ainda não sabemos sobre o que acontece dentro da bateria. Para entender isso totalmente, ainda precisamos solucionar uma série de questões. Conversamos sobre estas questões difíceis todos os dias com estudantes e pesquisadores locais; cada um tem diferentes formas de pensar, por isso debatemos nossos pontos de vista. É muito bacana quando todos entram em acordo para solucionar um problema".
Kazuhiro – que tem pesquisado as baterias de estado sólido desde a época da universidade – acredita que uma das melhores coisas da Nissan é que ela ouve os mais jovens, deixando que eles lidem sozinhos com um problema. "Meus colegas pesquisadores e eu nos desafiamos diariamente. Não é possível expressar com palavras a sensação que temos quando alcançamos o desempenho pretendido".
Em meio à instigante atmosfera do Centro de Pesquisas da Nissan, Moe, Hiroki e Kazuhiro continuarão se superando para alcançar seus objetivos e entregar as futuras tecnologias para os nossos clientes.