La nueva movilidad sostenible y el reciclaje de las baterías de litio

  • 13/10/2021
  • España

El sector de la automoción vive unos de sus mayores retos hasta la fecha, lucha en contra de los combustibles fósiles y puja a favor de la electrificación. La búsqueda de un medioambiente más saludable requiere de la especialización del sector y de todos los sectores ligados a este. En este caso, no sólo se aplican los avances tecnológicos a la hora de producir los coches, sino que se busca ir más allá. Generar un modelo de economía circular dentro del paradigma de la automoción es uno de los objetivos principales. 

Los vehículos eléctricos generarán un residuo que supondrá todo un desafío para la industria del reciclaje: las baterías de litio. Se prevé que el trabajo de reciclado de las baterías aumentará en los próximos años, ya que cifras correspondientes al año 2020 reflejan que la cuota de mercado del vehículo eléctrico en España fue de un 22,5%, y no deja de crecer.  Los materiales a extraer de estas baterías son el litio, el cobalto, el níquel o el manganeso, entre otros metales de las baterías. Algunos de estos elementos tienen un gran valor económico y, además, los teléfonos móviles, los ordenadores, los electrodomésticos y más herramientas digitales utilizan este tipo de baterías.   

La importancia del reciclado se resume en dos objetivos claros: la disminución de los residuos en el medio ambiente y la reutilización de los materiales que componen las baterías para promover la economía circular.  

A día de hoy, las técnicas de reciclado de estas baterías están en desarrollo y no existe ningún proceso industrial en el que el litio primario se recicle exclusivamente. Empresas y centros de investigación están tratando de encontrar métodos para el reciclaje de las baterías.  

No obstante, la metodología de la recuperación del litio (a pequeña escala) podría ejecutarse de la siguiente manera:  

1- Recepción y clasificación de la batería desechada: las baterías de litio pueden resultar aparentemente diferentes, pero en su interior todas se parecen. Se distinguen entre sí por la composición de su cátodo.   

2- Descarga: debido a los valores de potencial eléctrico que tienen estas baterías es necesario realizar una descarga total, de lo contrario, el ion Li+ podría causar una reacción y provocar un incendio o una explosión. Dependiendo de la batería se distinguen valores de entre 0,2-0,71 V al momento de descarga. La descarga se ejecuta sumergiendo la batería en una solución saturada de cloruro de sodio durante 24-48h, dependiendo de la batería.  

3- Separación: una vez asegurada la descarga (midiendo el potencial de carga con un tester), se realiza la separación de la celda desde su contenedor de aluminio, es decir, se aísla la celda para proceder a manipular los electrodos (ánodo y cátodo).  

4- Láminas: una vez abiertas y desplegadas las láminas, se encontrará ánodo de cobre con cobertura de grafito, separador permeable de polímeros plástico y cátodo compuesto por una lámina de aluminio cubierta por óxido metálico compuesto 

A partir de este momento, en el que todo está totalmente separado, se procede a la recuperación de materias primas.  

5- Ánodo: el ánodo se sumerge en agua con agitación y el grafito cae al fondo del vaso, dejando una lámina de cobre limpia.    

6- Cátodo: el cátodo se sumerge en hidróxido de sodio y provoca la disolución completa del aluminio (lixiviación) y posibilita la decantación del material de cátodo que, tras el filtrado y el lavado, estará listo para ser tratado. El material de cátodo se seca a 110 grados centígrados por 24 horas y posteriormente se calcina en una mufla a 700 grados centígrados, por 5 horas. El material del cátodo se somete a la lixiviación ácida para su disolución. 

7- Oxalatos metálicos: tras la lixiviación, lo que queda es una solución ácida rica en metales (cobalto, litio, níquel, y manganeso) en la cual se añade ácido oxálico para la extracción de los oxalatos de los distintos metales.  

8- Nuevas baterías: finalmente, los oxalatos se tratan químicamente y se obtienen los materiales de cátodo listos para volver a usarse. 

En definitiva, la nueva movilidad sostenible exige el desarrollo de las técnicas de reciclado de baterías de litio para cumplimentar uno de sus objetivos básicos: el cuidado del medioambiente y del planeta. La economía circular jugará un papel fundamental dentro del sector, generando nuevas oportunidades de negocio en relación al reciclaje donde se abre todo un abanico de posibilidades.    

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