Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers han propuesto un método nuevo y eficiente para reciclar metales de baterías de vehículos eléctricos. Este método recupera el 100 % del aluminio y el 98 % del litio de las baterías usadas, minimizando así la pérdida de valiosas materias primas como el níquel, el cobalto y el manganeso. El proceso no requiere productos químicos costosos ni dañinos, ya que los investigadores utilizaron ácido oxálico, un ácido presente también en el reino vegetal.
Hasta el momento, nadie ha logrado encontrar las condiciones adecuadas para separar esta cantidad de litio utilizando 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 coche usadas y, en una campana extractora, se encontraba material triturado en forma de un polvo negro finamente molido disuelto en un líquido transparente: ácido oxálico. Leah Rouquette utiliza lo que parece una batidora de cocina para mezclar líquidos y polvos. Aunque parezca sencillo, como si estuviera preparando café, el método es único y representa un avance científico publicado recientemente. Ajustando con precisión la temperatura, la concentración y el tiempo, las investigadoras desarrollaron una nueva fórmula que utiliza ácido oxálico, un ingrediente ecológico que también se encuentra en plantas como el ruibarbo y las espinacas.
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 el desarrollo.
Los métodos de procesamiento en fase líquida se denominan hidrometalurgia. En la hidrometalurgia tradicional, primero se eliminan las impurezas de materiales como el aluminio y el cobre, para luego aprovechar metales valiosos como el litio, el cobalto, el níquel y el manganeso. Si bien solo queda una pequeña cantidad de aluminio y cobre, se requieren varias etapas de purificación, y cada etapa del proceso genera una fuga. En el nuevo método, los investigadores modificaron el proceso de separación y primero separaron el litio del aluminio. De esta manera, pueden reducir el desperdicio de metales preciosos necesarios para fabricar nuevas baterías.
Incluso la segunda parte del proceso —filtrar la mezcla oscura— recuerda a la preparación del café. Mientras que el aluminio y el litio pasan al líquido, otros metales permanecen en el sedimento. El siguiente paso consiste en 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 interesados ​​en explorar», afirma Leah Rouquette. «Como el método también se puede utilizar 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 pioneras 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 el proyecto Nybat de Volvo Cars y 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 mediante 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 con baterías usadas de vehículos eléctricos Volvo Cars procesadas por Stena Recycling y Akkuser Oy.
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