Dissertação

{en_GB=Life Cycle Assessment of Lithium-Based Batteries for Conceptual Hybrid-Electric Aircraft} {} EVALUATED

{pt=Atualmente, o setor dos transportes enfrenta um desafio importante em relação ao seu impacto ecológico e contribuição para o aquecimento global. Uma abordagem comum tem geralmente em conta apenas as emissões durante a operação e não a avaliação do ciclo de vida do produto e/ou os seus subcomponentes, e.g. baterias, que podem contribuir significativamente para a pegada ecológica produzida pelo produto final. Neste sentido, esta dissertação aborda o impacto ambiental, considerando a avaliação do ciclo de vida de baterias de lítio-enxofre (IREC) e de lítio-ar (STABLE) para a aplicação na fase de projeto concetual de aeronaves híbridas. Numa primeira análise são fornecidas informações sobre a contribuição relativa de todos os componentes de cada célula. A célula STABLE apresenta um impacto ambiental inferior, com uma pegada de carbono aproximadamente 70,7 % menor relativamente à célula IREC. No entanto, os níveis de toxicidade humana são superiores em 10,1 %. Posteriormente, considerando as limitações da aplicação e estimativas futuras, as baterias são modeladas para servirem uma ampla gama de sistemas de propulsão híbridos e avaliadas desde a extração da matéria-prima até a produção, processos operacionais e, finalmente, processos de fim de vida útil., en=Nowadays, the transportation sector faces a considerable challenge regarding its ecological impact and contribution to global warming. A common evaluation approach usually relies only on low carbon emissions during operation and does not account for a life cycle assessment (LCA) of the product and/or its sub-components, e.g. batteries, that may significantly contribute to the ecological mark produced by the final product. In this sense, this dissertation addresses the environmental impact, considering an LCA of lithium-sulphur (using IREC cells) and lithium-oxygen (composed of STABLE cells) batteries for conceptual aircraft design phase application. In a first analysis, it provides insights on the relative contribution of all components of each cell. Comparing both cells, the STABLE cell has a lower overall environmental impact with a carbon footprint of approximately 70.7 % less than the IREC cell. However, it's human toxicity impact is 10.1 % superior. Afterwards, considering limitations and future estimates, the battery packs are modelled to suit a wide range of hybrid-electric propulsion system. An assessment is conducted considering extraction of raw material, production, operational processes, and finally recycling, re-use, landfill and other end-of-life (EOL) processes.}
{pt=avaliação do ciclo de vida, aeronaves híbridas, bateria de lítio-enxofre, bateria de lítio-ar., en=life cycle assessment, hybrid-electric aircraft, lithium-sulphur battery, lithium-oxygen battery.}

Junho 14, 2019, 16:0

Orientação

ORIENTADOR

Inês Esteves Ribeiro

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Frederico José Prata Rente Reis Afonso

Instituto Superior Técnico

Investigador