Técnica de delaminación por ultrasonidos para devolver materiales de gran pureza a la fabricación de nuevas baterías.
Los investigadores que trabajan en el proyecto de la Institución Faraday sobre el reciclaje de baterías de iones de litio (ReLiB) en las Universidades de Leicester y Birmingham han resuelto un reto crítico en la recuperación de los materiales usados en las baterías de los vehículos eléctricos al final de su vida útil, permitiendo su reutilización en la fabricación de nuevas baterías.
El nuevo método, que usa ondas ultrasónicas para separar el material valioso de los electrodos, es 100 veces más rápido, más ecológico y conduce a una mayor pureza de los materiales recuperados en relación con los métodos de separación actuales.
Para garantizar que los beneficios medioambientales y económicos de las baterías de los vehículos eléctricos se hagan realidad, los investigadores del Instituto Faraday se han centrado en el ciclo de vida de las baterías, desde su primera producción hasta su reutilización en aplicaciones secundarias y su posterior reciclaje. Un escollo clave ha sido la separación de materiales, es decir, cómo extraer y separar los materiales críticos -como el litio, el níquel, el manganeso y el cobalto- de las baterías usadas de forma rápida, económica y respetuosa con el medio ambiente.
El equipo de ReLiB en Leicester y Birmingham ideó una novedosa técnica de delaminación por ultrasonidos que elimina los materiales activos de los electrodos dejando el aluminio o el cobre vírgenes. Este proceso resultó muy eficaz para eliminar el grafito y los óxidos de litio, manganeso y cobalto, conocidos comúnmente como NMC.
Los materiales recuperados mediante esta técnica tienen una mayor pureza, y por tanto un mayor valor, que los recuperados con los métodos de reciclaje convencionales y son potencialmente más fáciles de utilizar en la fabricación de nuevos electrodos. El método es rápido y adapta la tecnología de uso generalizado en la industria de la preparación de alimentos.
Las técnicas actuales de reciclaje de la delaminación utilizan ácidos concentrados en un proceso de inmersión por lotes. La nueva técnica ultrasónica es un proceso continuo de alimentación que utiliza agua o ácidos diluidos como disolvente, por lo que la técnica es más ecológica y menos costosa de operar. Puede deslaminar 100 veces más material de electrodo en un tiempo y volumen determinados que las técnicas de deslaminación por lotes existentes.
Los investigadores están en conversaciones iniciales con varios fabricantes de baterías y empresas de reciclaje para las pruebas de la tecnología en un centro industrial en 2021. El equipo de investigación de las universidades de Leicester y Birmingham ha probado la tecnología en los cuatro tipos de baterías más comunes y ha comprobado que funciona con la misma eficiencia en todos los casos.
Más información: pubs.rsc.org
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