Técnicas de reciclaje para hacer que los vehículos eléctricos sean más ecológicos

LONDRES, 1 de julio – Investigadores británicos y estadounidenses han encontrado formas de reciclar las baterías de los vehículos eléctricos que pueden reducir significativamente los costos y las emisiones de carbono, reforzando los suministros sostenibles para un aumento esperado en la demanda.

Las técnicas, que implican rescatar partes de la batería para que puedan ser reutilizadas, ayudarían al industria automovilística abordando las críticas de que, si bien los vehículos eléctricos reducen las emisiones a lo largo de su vida útil, comienzan con una alta huella de carbono de los materiales extraídos.

A medida que los gobiernos nacionales y las regiones se apresuran a asegurar los suministros antes de una aceleración esperada en la demanda de vehículos eléctricos, los avances podrían hacer que los valiosos suministros de materiales como el cobalto y el níquel lleguen más lejos. También reducirían la dependencia de China y las difíciles jurisdicciones mineras.

“No podemos reciclar productos complejos como baterías como reciclamos otros metales. La trituración, la mezcla de los componentes de la batería y la pirometalurgia destruyen el valor”, dijo Gavin Harper, investigador de la Institución Faraday respaldada por el gobierno en Gran Bretaña.

La pirometalurgia se refiere a la extracción de metales a altas temperaturas en altos hornos, lo que, según los analistas, no es económico.

Los métodos de reciclaje actuales también se basan en triturar las baterías en pedazos muy pequeños, llamados masa negra, que luego se convierten en metales como el cobalto y el níquel.

Cambiar a una práctica conocida como reciclaje directo, que preservaría componentes como el cátodo y el ánodo, podría reducir significativamente el desperdicio de energía y los costos de fabricación.

Investigadores de la Universidad de Leicester y la Universidad de Birmingham que trabajan en el proyecto ReLib del Instituto Faraday han encontrado una forma de utilizar ondas ultrasónicas para reciclar el cátodo y el ánodo sin triturarlos y han presentado una solicitud de patente.

La tecnología recupera el polvo catódico compuesto por cobalto, níquel y manganeso del papel de aluminio al que se une durante la fabricación de la batería. El polvo del ánodo, que normalmente sería grafito, se separa de la lámina de cobre.

Andy Abbott, profesor de química física en la Universidad de Leicester, dijo que la separación mediante ondas ultrasónicas daría como resultado un ahorro del 60 % en comparación con el costo del material virgen.

En comparación con la tecnología más convencional, basada en la hidrometalurgia, que utiliza líquidos, como ácido sulfúrico y agua para extraer materiales, dijo que la tecnología ultrasónica puede procesar 100 veces más materiales de batería durante el mismo período.

El equipo de Abbott separó manualmente las celdas de la batería para probar el proceso, pero ReLib está trabajando en un proyecto para usar robots para separar baterías y paquetes de manera más eficiente.

Dado que los suministros y los niveles de chatarra tardan mucho en acumularse, Abbott dijo que esperaba que la tecnología utilizara inicialmente chatarra de las instalaciones de fabricación de baterías, ya que la materia prima y el material reciclado se reinyectarían en la producción de baterías.

Reciclaje rentable

En los Estados Unidos, un proyecto patrocinado por el gobierno del Departamento de Energía llamado ReCell se encuentra en las etapas finales de demostración de tecnologías de reciclaje diferentes, pero igualmente prometedoras, que restauran el cátodo de la batería en un nuevo cátodo.

ReCell, dirigido por Jeff Spangenberger, estudió muchos métodos diferentes, incluido el ultrasonido, pero se centró en métodos térmicos y basados ​​en solventes.

«Estados Unidos no produce muchos cátodos a nivel nacional, por lo que si usamos hidrometalurgia o pirometalurgia, tenemos que enviar el material reciclado a otros países para que se conviertan en cátodos y nos lo envíen de vuelta», dijo Spangenberger.

«Para hacer que el reciclaje de baterías de iones de litio sea rentable, sin exigir tarifas de eliminación para los consumidores, y para fomentar el crecimiento de la industria del reciclaje, se deben desarrollar nuevos métodos que generen mayores márgenes de beneficio para los recicladores».

Hay desafíos para el reciclaje directo, incluidas las químicas en constante cambio, dijo Spangenberger. «ReCell está trabajando en la separación de diferentes químicas de cátodos».

Las primeras celdas de batería de vehículos eléctricos generalmente usaban un cátodo con cantidades iguales de níquel, manganeso, cobalto o 1-1-1. Esto ha cambiado en los últimos años a medida que los fabricantes buscan reducir costos y las químicas de los cátodos pueden ser 5-3-2, 6-2-2 u 8-1-1.

El enfoque del proyecto ReLib de Faraday es mezclar materiales reciclados con materiales vírgenes para lograr las proporciones requeridas de níquel, manganeso y cobalto.

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