La nueva tecnología permite purificar la masa negra de las baterías en minutos y a temperatura ambiente, sin necesidad de tratamientos térmicos ni ácidos corrosivos.
Científicos crean un método ecológico para reciclar baterías de iones de litio utilizando aceite vegetal
Científicos de la Universidad de Leicester han desarrollado una técnica sostenible para extraer metales valiosos de las baterías usadas utilizando una mezcla de agua y aceite de cocina.
La tecnología, que se encuentra en proceso de patente, permite purificar la «masa negra» de las baterías de iones de litio en minutos y a temperatura ambiente.
Esta masa negra es una mezcla de materiales del ánodo y el cátodo, junto con otros compuestos de bajo valor. Dado el creciente uso de estas baterías en electrónica y vehículos eléctricos, este método podría representar una solución más económica y sostenible para el reciclaje, apoyando la transición hacia tecnologías ecológicas.
Un método innovador con emulsiones de aceite
La investigación, liderada por el profesor Andy Abbott y el doctor Jake Yang en el marco del proyecto ReLiB de la Faraday Institution, ha logrado recuperar metales de calidad para baterías mediante nanoemulsiones formadas a partir de una pequeña cantidad de aceite de cocina en agua.
Normalmente, el agua y el aceite no se mezclan sin la presencia de un agente emulsionante, como el jabón. Sin embargo, la aplicación de ultrasonido genera nano-gotas de aceite estables durante semanas.
Estas gotitas de aceite tienen la propiedad de adherirse a la superficie del carbono presente en la masa negra, funcionando como un «pegamento» que une las partículas hidrofóbicas de grafito en conglomerados que flotan en el agua. Mientras tanto, los valiosos óxidos metálicos de litio, níquel y cobalto permanecen en el fondo y pueden ser recolectados con facilidad.
Una alternativa sostenible a los procesos actuales
Los métodos de reciclaje convencionales emplean altas temperaturas en hornos para quemar el grafito, lo que incrementa la huella de carbono de la cadena de valor de los vehículos eléctricos. Además, se utilizan ácidos concentrados y corrosivos que reducen los materiales de alta calidad a precursores de baterías de menor valor.
En contraste, la técnica basada en emulsiones permite un reciclaje en circuito corto, preservando la estructura cristalina de los materiales recuperados.
Esto significa que los componentes pueden ser reutilizados directamente en la fabricación de nuevas celdas de baterías sin necesidad de procesos adicionales, a diferencia de los métodos piro e hidrometalúrgicos.
El doctor Jake Yang destaca que esta metodología, además de ser rápida, simple y económica, podría revolucionar el reciclaje de baterías a gran escala.
Actualmente, el equipo busca colaborar con diferentes actores para escalar la tecnología y consolidar una economía circular en el sector de las baterías de iones de litio.
Un reto para la transición energética
Si bien el auge de los vehículos eléctricos y el almacenamiento energético representa un paso hacia la sostenibilidad, la viabilidad de esta transición depende de un reciclaje eficiente y ecológico.
A nivel mundial, existen 40 millones de vehículos eléctricos y cerca de 10.000 millones de dispositivos electrónicos activos, como teléfonos, portátiles y tabletas, que utilizan baterías de iones de litio. Sin embargo, la falta de regulaciones impide que estas baterías sean diseñadas desde el principio para su reciclaje.
Las universidades de Leicester y Birmingham están colaborando en el proyecto ReBlend, financiado por InnovateUK, con el objetivo de escalar la tecnología y demostrar su viabilidad económica.
Esta iniciativa ya cuenta con una línea piloto capaz de procesar decenas de kilogramos por hora de masa negra, un paso clave hacia su implementación a gran escala.
El profesor Martin Freer, CEO de la Faraday Institution, señala que el proyecto ReLiB es una iniciativa emblemática para la economía circular en la fabricación y reciclaje de baterías, y que este avance podría permitir el reciclaje a gran escala de las baterías de iones de litio de forma sostenible y eficiente.
Vía le.ac.uk
Más información: Using ultrasonic oil–water nano-emulsions to purify lithium-ion battery black mass is published in RSC Sustainability, DOI: doi.org/10.1039/D4SU00771A
