Desenvolven un método máis sustentable de reciclaxe de baterías de ion litio

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

• Teknologia
• Ingeniaritza
• Industria
• Energia
• Kimika

Os nanoingenieros da Universidade de California desenvolveron un método barato e eficaz paira reciclar baterías de ion litio. É eficaz paira a reciclaxe dos cátodos formados principalmente por fosfato de litio férrico (LiFePO4). Estas baterías son máis baratas, seguras e duradeiras que outras baterías de iones de litio que utilizan cobalto ou níquel. Estas vantaxes fan que o seu uso sexa frecuente en ferramentas eléctricas, vehículos eléctricos e redes eléctricas. O problema é que é economicamente caro reciclar estas baterías. Producen o mesmo dilema que os plásticos: son baratos de xeración pero caros paira reciclar. Nesta ocasión conseguiron abaratar.

O novo método traballa a baixa temperatura (60-80 ºC) e a presión ambiental, polo que consome entre un 80 e un 90% menos de enerxía que os métodos anteriores. Os produtos químicos utilizados tampouco son tóxicos: utiliza sal de litio, nitróxeno, auga e ácido cítrico. En consecuencia, non se deben tomar medidas de seguridade especiais.

O método desenvolveuse utilizando baterías comerciais que xa tiñan una capacidade de almacenamento de enerxía reducida á metade. Liberáronse as celas, recolléronse os pos de cátodos, tratáronse os pos de cátodos con sal de litio e ácido cítrico e reutilizáronse paira fabricar novas baterías. Os novos cátodos probaron que recuperaron a súa estrutura orixinal e a súa actividade electroquímica.

De feito, a medida que se utilizan, os cátodos das baterías sofren dous grandes cambios: por unha banda, os iones de litio van perdendo e, por outro, os de ferro e litio desprázanse na estrutura cristalina. A recuperación das baterías require a subministración de iones de litio e a devolución dos iones de ferro e litio aos seus lugares. Paira iso introducíronse os cátodos nunha solución con sal de litio e ácido cítrico. O ácido cítrico actúa como reductor: transfire electróns aos iones de ferro, con menos carga positiva. Isto reduce as forzas de repulsión interiónica, o que permite que os iones ferro regresen aos seus lugares de orixe na estrutura cristalina. Ademais, os iones de litio vólvense a pór en circulación.

Os investigadores afirmaron que é una forma eficaz de reciclar as baterías, pero recoñeceron que, antes da súa implantación na industria, débese buscar a recollida, transporte e manipulación das baterías en grandes cantidades.