La industria de los vehículos eléctricos crece, y también lo hace la demanda de baterías, que hoy en día son del tipo Li-ion. Según los analistas del sector, la generación mundial estimada de baterías de iones de litio usadas alcanzará los 2 millones de toneladas métricas al año en 2030. Estas populares pilas contienen metales valiosos y otros materiales que pueden recuperarse, procesarse y reutilizarse. Pero aún no es una práctica extendida por todo el mundo. En Australia, por ejemplo, sólo el 2-3% de las baterías se recogen y se envían al extranjero para su reciclaje.
- ¿Cuál es el reto?
El Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE) acaba de inaugurar su primer centro de I+D sobre reciclaje de baterías, el ReCell Centre. En enero, el DOE también anunció el Premio al Reciclaje de Baterías, dotado con 5,5 millones de dólares, que anima a los empresarios a idear formas innovadoras de recoger, almacenar y transportar las baterías de ión-litio usadas a los centros de reciclaje. Este es un primer paso para reutilizarlas. Pero como la mayoría de las baterías recicladas se funden y se extraen, o se funden, llevar a cabo esta tarea se convierte en todo un reto. Las grandes instalaciones comerciales de Asia, Europa y Canadá consumen una cantidad significativa de energía. Las plantas son caras de construir y operar, necesitan equipos sofisticados para tratar las emisiones de la fundición y, aun así, no recuperan todos los materiales de las pilas. Por último, las grandes fluctuaciones de los precios de las materias primas ensombrecen la rentabilidad del reciclado.
También hay que destacar que las baterías de iones de litio contienen «una gran diversidad de materiales en constante evolución, lo que dificulta su reciclaje», afirma Liang An, especialista en reciclaje de baterías. Cada célula contiene un cátodo, un ánodo, un separador y un electrolito. Cada una de las partes puede construirse con distintas combinaciones de materiales y, por tanto, la química de las pilas también complica su reciclaje.
Si consideramos la industria del automóvil, los grandes paquetes de baterías que alimentan los vehículos eléctricos pueden contener miles de celdas organizadas en módulos. Los sensores, los dispositivos de seguridad y los circuitos que controlan el funcionamiento de la batería también están incluidos en los paquetes, lo que añade otra capa de complejidad y coste al desmantelamiento y el reciclaje.
- ¿Cuáles son las ventajas?
No obstante, el reciclado puede reducir los residuos de los vertederos y ahorrar dinero. Según Zhi Sun, de la Academia China de Ciencias, las pilas enterradas pueden filtrar cobalto, níquel, manganeso y otros metales al suelo y las aguas subterráneas, poniendo en peligro los ecosistemas y la salud humana. Lo mismo ocurre con las sales de fluoruro de litio (LiPF6), que también son solubles en los disolventes orgánicos utilizados en los electrolitos de las pilas.
Tampoco es desdeñable la posible reducción del proceso de producción, que podría afectar a las reservas geológicas de una serie de metales hasta 2050. La extracción de minerales de sulfuro metálico para obtener metales para baterías consume mucha energía y emite SOx, que puede provocar lluvia ácida.
Los componentes de una batería de iones de litio tienen valor y pueden recuperarse y reutilizarse. Actualmente, la mayoría de los recicladores recuperan sólo los metales. El proceso hidrometalúrgico, que se practica comercialmente en China, ofrece una alternativa menos intensiva en energía. El proceso de la empresa consiste en eliminar el electrolito con dióxido de carbono supercrítico, después triturar la pila y separar físicamente los componentes. Esto permite recuperar y reutilizar los materiales de la pila sin costosos procesos. En concreto, múltiples compuestos monometálicos que deben combinarse para fabricar nuevo material catódico. En Europa, Alemania Volkswagen Group Components se encuentra con un proceso mecánico: Una vez que la batería entra en el proceso de reciclaje, primero se vacía y se desmonta. Se produce el llamado «polvo negro», que contiene grafito valioso, así como litio, manganeso, cobalto y níquel.
El material puede utilizarse como materia prima secundaria para la construcción de nuevas baterías.
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Fuentes:
https://cen.acs.org