Desarrollan un método más sostenible de reciclado de baterías de ion litio

2020/11/12 Agirre Ruiz de Arkaute, Aitziber - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Los nanoingenieros de la Universidad de California han desarrollado un método barato y eficaz para reciclar baterías de ion litio. Es eficaz para el reciclaje de los cátodos formados principalmente por fosfato de litio férrico (LiFePO4). Estas baterías son más baratas, seguras y duraderas que otras baterías de iones de litio que utilizan cobalto o níquel. Estas ventajas hacen que su uso sea frecuente en herramientas eléctricas, vehículos eléctricos y redes eléctricas. El problema es que es económicamente caro reciclar estas baterías. Producen el mismo dilema que los plásticos: son baratos de generación pero caros para reciclar. En esta ocasión han conseguido abaratar.

El nuevo método trabaja a baja temperatura (60-80 ºC) y a presión ambiental, por lo que consume entre un 80 y un 90% menos de energía que los métodos anteriores. Los productos químicos utilizados tampoco son tóxicos: utiliza sal de litio, nitrógeno, agua y ácido cítrico. En consecuencia, no se deben tomar medidas de seguridad especiales.

El método se ha desarrollado utilizando baterías comerciales que ya tenían una capacidad de almacenamiento de energía reducida a la mitad. Se han liberado las celdas, se han recogido los polvos de cátodos, se han tratado los polvos de cátodos con sal de litio y ácido cítrico y se han reutilizado para fabricar nuevas baterías. Los nuevos cátodos han probado que han recuperado su estructura original y su actividad electroquímica.

De hecho, a medida que se utilizan, los cátodos de las baterías sufren dos grandes cambios: por un lado, los iones de litio van perdiendo y, por otro, los de hierro y litio se desplazan en la estructura cristalina. La recuperación de las baterías requiere el suministro de iones de litio y la devolución de los iones de hierro y litio a sus lugares. Para ello se han introducido los cátodos en una solución con sal de litio y ácido cítrico. El ácido cítrico actúa como reductor: transfiere electrones a los iones de hierro, con menos carga positiva. Esto reduce las fuerzas de repulsión interiónica, lo que permite que los iones hierro regresen a sus lugares de origen en la estructura cristalina. Además, los iones de litio se vuelven a poner en circulación.

Los investigadores han afirmado que es una forma eficaz de reciclar las baterías, pero han reconocido que, antes de su implantación en la industria, se debe buscar la recogida, transporte y manipulación de las baterías en grandes cantidades.