“Resucitar” baterías eléctricas es posible
El ITC ha patentado un método que permite separar los componentes de una batería ion-litio.
El ITC ha patentado un método que permite separar los componentes de una batería ion-litio y utilizar el cátodo para obtener pigmentos, tintas cerámicas y “resucitarlo” para fabricar nuevas baterías.
Dicho procedimiento reduce en un 50% el consumo de litio y en casi un 100% el del resto de metales (níquel, cobalto, etc.) que componen el cátodo, incrementando las reservas de estos minerales estratégicos mediante su reciclado.
Las materias primas críticas son aquellos elementos y recursos naturales que tienen gran importancia económica, y cuyo suministro tiene un elevado riesgo de sufrir interrupciones y/o importantes variaciones en su precio.
La elevada concentración geográfica de algunas materias primas minerales pone de manifiesto la hegemonía de ciertos países tanto a nivel de explotación minera como de procesamiento y refino de los recursos minerales.
Por ejemplo, el mercado de níquel, cobalto y manganeso procedente de residuos electrónicos avanza con el auge de los vehículos eléctricos. Las baterías NMC (baterías cuyo material activo del cátodo es LiNixMnyCozO2) son populares por su equilibrio entre densidad de energía, estabilidad y rentabilidad, lo que la convierte en la opción preferida para vehículos eléctricos y otras aplicaciones de almacenamiento de energía.
En estas baterías, el cátodo suele estar formado por una combinación de níquel, cobalto, manganeso y litio, en diferentes proporciones dependiendo de los requisitos energéticos específicos y la aplicación. El níquel se utiliza para aumentar la densidad de energía de la batería, lo que permite una mayor capacidad y autonomía en los vehículos eléctricos. El cobalto mejora la estabilidad y la vida útil de la batería. El manganeso contribuye a la estabilidad térmica y la seguridad de la batería, reduciendo el riesgo de sobrecalentamiento o incendio.
Aunque la industria cerámica no es uno de los principales consumidores, contribuye a aumentar el riesgo de escasez de estas materias primas.
En este contexto, el Instituto de Tecnología Cerámica (ITC-AICE), ha desarrollado y patentado un método que permite la separación de los diferentes componentes que presenta una batería ion-litio y utilizar el cátodo para la fabricación de pigmentos y/o tintas cerámicas.
Por otra parte, en el Instituto de Tecnología Cerámica se ha desarrollado un método que hace posible el reciclado directo del cátodo de baterías ion-litio para su uso en la fabricación de nuevas baterías, favoreciendo así el modelo de circularidad en la economía. Este método puede aplicarse a baterías de teléfonos móviles, ordenadores, coches eléctricos, etc.
Por su parte, el sector cerámico es un gran consumidor de una gran cantidad de diferentes materias primas. Por ejemplo, en la fabricación de pigmentos cerámicos se necesitan una gran cantidad de óxidos de determinados elementos que son los que les confieren el color a los mismos. Entre ellos cabe destacar el uso de NiO, Co3O4 o MnO. En la tabla 1 se muestra la gran cantidad de pigmentos que se fabrican en el sector cerámico y que precisan de estas materias primas.
Dicho procedimiento permite reducir en un 50% el consumo de litio y en casi un 100% el del resto de metales que componen el cátodo, incrementando las reservas de estos minerales estratégicos mediante su completo reciclado.
La investigación del ITC ha conseguido “resucitar” una batería agotada mediante un procedimiento novedoso, consistente en la recuperación de la estructura del cátodo. El proceso, desarrollado ad-hoc, es directo y sostenible y permite que una batería consumida puede volver a ser utilizada nuevamente. Este desarrollo contó con el apoyo del Instituto Valenciano de Competitividad e Innovación (IVACE+i) en el marco del proyecto BATECAT.
Además, el trabajo está avalado por la publicación científica en el: Journal of the Electrochemistry Society. Direct Recycling of Lithium-Ion Cathode: A Green Solution (Applied To Laptop Batteries).
En esta línea, se ha iniciado el proyecto RESUBAT, en el que participa el ITC-AICE, y que tiene que ver con el reciclaje directo del cátodo para la fabricación de nuevas baterías, financiado por IVACE+i Innovación a través de los Fondos europeos FEDER, en el marco de una convocatoria de proyectos estratégicos en colaboración.
