Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers han propuesto una forma nueva y eficiente de reciclar metales de baterías de vehículos eléctricos. Este método recupera el 100 % de aluminio y el 98 % de litio de baterías usadas de vehículos eléctricos. Esto minimiza la pérdida de materias primas valiosas como níquel, cobalto y manganeso. El proceso no requiere productos químicos costosos ni dañinos, ya que los investigadores utilizaron ácido oxálico, un ácido que también se encuentra en el reino vegetal.
Hasta el momento, nadie ha logrado encontrar las condiciones adecuadas para separar esta cantidad de litio con ácido oxálico y eliminar todo el aluminio. Leah Rouquette, estudiante de doctorado del Departamento de Química e Ingeniería Química de la Universidad Tecnológica de Chalmers, afirmó que, dado que todas las baterías contienen aluminio, deberíamos poder eliminarlo sin perder otros metales.
En el Laboratorio de Reciclaje de Baterías de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Leah Rouquette y la investigadora principal, Martina Petranikova, demostraron el funcionamiento del nuevo método. El laboratorio contenía baterías de automóvil usadas y, en una campana extractora, material triturado en forma de polvo negro finamente molido, disuelto en un líquido transparente: ácido oxálico. Leah Rouquette utiliza lo que parece una licuadora de cocina para mezclar líquidos y polvos. Aunque parece tan simple como preparar café, este método es único y representa un avance científico recientemente publicado. Ajustando la temperatura, la concentración y el tiempo, los investigadores desarrollaron una nueva receta que utiliza ácido oxálico, un ingrediente ecológico que también se encuentra en plantas como el ruibarbo y la espinaca.
Se necesitan alternativas a los productos químicos inorgánicos actuales. Además, uno de los mayores obstáculos en los procesos modernos es la eliminación de materiales residuales como el aluminio. Martina Petranikova, profesora asociada del Departamento de Química e Ingeniería Química de la Universidad Tecnológica de Chalmers, afirmó que se trata de un enfoque innovador que podría ofrecer nuevas alternativas a la industria del reciclaje y ayudar a resolver los problemas que frenan su desarrollo.
Los métodos de procesamiento líquido se denominan hidrometalurgia. En la hidrometalurgia tradicional, primero se eliminan las impurezas de materiales como el aluminio y el cobre, para luego utilizar metales valiosos como el litio, el cobalto, el níquel y el manganeso. Aunque solo queda una pequeña cantidad de aluminio y cobre, se requieren varias etapas de purificación, y cada una de ellas produce una fuga. En el nuevo método, los investigadores modificaron el corte y primero separaron el litio del aluminio. De esta forma, pueden reducir el desperdicio de metales preciosos necesarios para fabricar nuevas baterías.
Incluso la segunda mitad del proceso —filtrar la mezcla oscura— recuerda a la preparación del café. Mientras el aluminio y el litio entran en el líquido, otros metales permanecen en el sumidero. El siguiente paso de este proceso es separar el aluminio y el litio.
“Dado que estos metales tienen propiedades muy diferentes, creemos que separarlos no será difícil. Nuestro nuevo método abre una prometedora vía para el reciclaje de baterías, que estamos muy motivados a explorar más a fondo”, afirma Leah Rouquette. “Dado que el método también puede utilizarse a gran escala, esperamos que sea útil en la industria en los próximos años”, añade Martina Petranikova.
El grupo de investigación de Martina Petranikova lleva muchos años realizando investigaciones punteras sobre el reciclaje de metales en baterías de iones de litio. El grupo colabora con empresas dedicadas al reciclaje de baterías de vehículos eléctricos y participa en importantes proyectos de I+D, como Volvo Cars y el proyecto Nybat de Northvolt.
Información adicional sobre la investigación: El artículo científico «Recuperación totalmente selectiva de litio de baterías de iones de litio para vehículos eléctricos: modelado y optimización con ácido oxálico como lixiviante» se publicó en la revista Separation and Purification Technology. El estudio fue realizado por Leah Rouquette, Martina Petranikova y Natalia Vieceli, del Departamento de Química e Ingeniería Química de la Universidad Tecnológica de Chalmers. La investigación fue financiada por la Agencia Sueca de Energía, la Base Sueca de Baterías y Vinnova, y los experimentos se llevaron a cabo utilizando baterías usadas de vehículos eléctricos Volvo Cars, procesadas por Stena Recycling y Akkuser Oy.
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