El nuevo método de reciclaje de litio es más limpio y económico

Una técnica económica y respetuosa con el medio ambiente para el reciclaje de litio podría ayudar a garantizar que tengamos suficiente cantidad del valioso metal para impulsar el futuro de la energía limpia, si funciona tan bien en el mundo real como en el laboratorio.

El reto:La transición a vehículos eléctricos (EV) es una parte clave en la lucha contra el cambio climático y, debido a que las baterías de iones de litio pueden almacenar mucha energía para su tamaño, son nuestra mejor opción (hasta ahora) para alimentarlas.

Sin embargo, el litio necesario para crear esas baterías es un recurso finito y su extracción es destructiva para el medio ambiente. La demanda de litio también se extiende más allá de los vehículos eléctricos, ya que las baterías de iones de litio se utilizan en computadoras portátiles, teléfonos inteligentes e incluso televisores.

"Este método... permite un reciclaje económico, energéticamente eficiente y compatible con el medio ambiente".

Reciclaje de litio: Si bien podemos extraer litio y otros metales útiles de las baterías viejas una vez agotadas, el proceso de reciclaje estándar es costoso, ineficiente y requiere calor extremo o productos químicos corrosivos. Es una de las razones por las que la gran mayoría de las baterías de litio todavía no se reciclan y muchas terminan en vertederos.

Investigadores del Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT) han desarrollado una nueva técnica de reciclaje de litio que funciona a bajas temperaturas, sin productos químicos agresivos.

"El método se puede aplicar... a una amplia gama de baterías de iones de litio disponibles comercialmente", dijo el primer autor, Oleksandr Dolotko. "Permite un reciclaje económico, energéticamente eficiente y compatible con el medio ambiente".

Cómo funciona:El método de reciclaje de litio del equipo KIT comienza agregando un poco de papel de aluminio al cátodo de una batería y moliéndolo todo en un "molino de bolas", un cilindro giratorio hueco que contiene bolas que rompen todo lo que hay en el contenedor.

La fuerza mecánica del fresado provoca una reacción química entre el aluminio y los materiales del cátodo, aunque ni siquiera los investigadores están exactamente seguros de por qué.

"Es realmente difícil decir cómo sucede", dijo Dolotko a Nature.

"Una de las partes más desafiantes del invento está terminada: la técnica funciona".

Después de sacar la mezcla molida del molino, le agregan agua caliente (194 F). Cuando el agua se evapora, queda carbonato de litio, un material útil que puede usarse para fabricar baterías nuevas.

Con este proceso, los investigadores dicen que pudieron recuperar el 70% del litio en los materiales catódicos y funcionó con los materiales catódicos que se encuentran en una variedad de diferentes baterías de iones de litio.

A modo de comparación, algunas empresas de reciclaje de baterías de EE. UU. afirman recuperar entre el 95% y el 98% de los materiales críticos de las baterías de iones de litio.

El agua fría:En su estudio, publicado en Communications Chemistry, los investigadores intentaron eliminar el litio de los materiales que normalmente se encuentran en los cátodos de las baterías de iones de litio; en realidad, no comenzaron con los cátodos de batería usados, que podrían contener impurezas.

Sin embargo, no creen que esas impurezas tengan mucho efecto en el proceso de reciclaje del litio.

"La tecnología descubierta presentada en este artículo se puede aplicar a estos materiales sin ajustes significativos", escribieron. "Se espera que las condiciones de reacción y los productos finales de reciclaje sean similares a los investigados en este trabajo".

El cátodo también es solo una parte de una batería de iones de litio, y los autores admiten que el proceso de reciclaje podría no funcionar (o no funcionar tan bien) si intentáramos triturar baterías enteras, lo que significa que aún necesitaríamos el tedioso paso. de descomponerlos para reciclarlos.

"Estos componentes adicionales, como un aglutinante, un ánodo de grafito, cobre u otros aditivos o productos secundarios de la preparación de masa negra, podrían afectar el proceso de reciclaje inducido mecanoquímicamente", escriben.

Mirando hacia el futuro:Los investigadores ahora se centran en responder preguntas importantes que determinarán si su técnica de reciclaje de litio podrá desempeñar un papel importante en la configuración de nuestro futuro de energía limpia.

"Actualmente, participamos en dos consorcios europeos donde esta tecnología se aplicará a desechos de baterías de iones de litio tratadas industrialmente, se ampliará y se evaluará su rentabilidad e impacto ambiental", dijo Dolotko.

"Como inventores, creemos que adoptar esta tecnología en la industria es real y alcanzable... Una de las partes más desafiantes de la invención está terminada: la técnica funciona", continuó. "Ahora es el momento de llevarlo a otro nivel, que es nuestro siguiente y apasionante paso".

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