Las baterías de iones de litio se utilizan en una amplia gama de dispositivos electrónicos, desde teléfonos inteligentes hasta vehículos eléctricos. Y, a medida que aumenta la demanda de baterías de iones de litio, también lo hace la necesidad de métodos eficientes para el reciclaje de baterías, especialmente para recuperar metales valiosos como el cobalto.
Los métodos actuales para reciclar el cobalto de las baterías tienen muchos inconvenientes. Requieren cantidades significativas de energía y crean subproductos que son peligrosos tanto para los humanos como para el medio ambiente.
Es por eso que los investigadores de la Universidad de Linnaeus (Suecia) han desarrollado un nuevo método más respetuoso con el medio ambiente para recuperar el cobalto de las baterías de iones de litio usadas.
Un nuevo método de reciclaje más eficiente y sostenible
El cobalto es uno de los componentes principales de las modernas baterías de iones de litio. La demanda de cobalto es fuerte y es de esperar que aumente mucho más en los próximos años.
Aún así, hoy en día únicamente se recicla una fracción de las baterías desechadas. Con métodos más eficientes y amigables con el medio ambiente, podemos reutilizar una porción muy significativa del cobalto que ya está en uso, en lugar de extraerlo.
Este nuevo método para reciclar cobalto desarrollado por el grupo de investigación de la Universidad de Linnaeus aborda dos problemas principales del reciclaje actual: los altos costes de energía y los desechos peligrosos.
Para ello, utiliza un solvente líquido hecho de sustancias fácilmente disponibles, derivadas de la orina y el ácido acético, para recuperar la mayor parte del cobalto. Y en él los investigadores ven un buen potencial para la aplicación a gran escala.
La combinación de sustancias fáciles de conseguir y que también son relativamente inofensivas con la alta eficacia energética le dan a este método potencial para trabajar en la extracción a gran escala.
Además, el proceso puede tener lugar a temperaturas mucho más bajas que los métodos ampliamente utilizados para reciclar cobalto, lo que lo hace más eficiente desde el punto de vista energético.
Así es el método de reciclaje de cobalto
El método consiste en disolver el óxido de cobalto y litio, una sustancia utilizada en las baterías modernas de iones de litio, empleando un disolvente líquido que separa el cobalto.
Los investigadores han extraído más del 97 % del cobalto de piezas de óxido de cobalto y litio que han pasado dos días en el disolvente calentado. Luego, el cobalto en bruto se ha utilizado para producir baterías nuevas, que a su vez se han reciclado con efecto mantenido.
Este nuevo método de reciclaje de baterías tiene además un impacto ambiental mínimo. Con la creciente demanda de baterías de iones de litio, es importante encontrar formas más eficientes y amigables con el medio ambiente para reciclar baterías y recuperar los metales valiosos que contienen.
«Los métodos actuales para reciclar el cobalto de las baterías tienen muchos inconvenientes», afirma Ian Nicholls, profesor de química en la Universidad de Linnaeus. «Requieren cantidades significativas de energía y crean subproductos que son peligrosos tanto para los humanos como para el medio ambiente».
«Con métodos más eficientes y amigables con el medio ambiente, podemos reutilizar una porción muy significativa del cobalto que ya está en uso, en lugar de extraerlo», explica.
Un solvente mucho más eficiente
Subramanian Suriyanarayanan, uno de los investigadores detrás del solvente que La Universidad LinnaeusIan ha investigado desde 2013, apunta que «el solvente es una combinación de dos sustancias fácilmente disponibles: un derivado simple de la urea, que se encuentra naturalmente en la orina, y la acetamida, que se puede recuperar fácilmente del ácido acético».
El principal beneficio del nuevo solvente, en comparación con los métodos ampliamente utilizados para reciclar cobalto, es que el proceso puede tener lugar a temperaturas mucho más bajas.
«En nuestro caso, la reacción es más eficiente a 180 ºC. Eso hace que nuestro método sea mucho más eficiente desde el punto de vista energético que las opciones comerciales actuales.
Métodos actuales de reciclaje de baterías
Actualmente, existen tres métodos principales para reciclar metales de tierras raras de las baterías: pirometalurgia, hidrometalurgia y biometalurgia.
La pirometalurgia es el método más desarrollado y se utiliza comúnmente en la industria. Sin embargo, tiene un alto coste energético y puede generar gases nocivos.
La hidrometalurgia es una opción más segura en términos de gases nocivos, pero a menudo implica el uso de compuestos químicos peligrosos.
Por otro lado, la biometalurgia utiliza bacterias para separar los metales, pero el proceso generalmente requiere sustancias adicionales para acelerar la reacción y tiene inconvenientes en cuanto a eficiencia, costes y riesgos ambientales.
A pesar de las limitaciones y desafíos que existen en el reciclaje de baterías de iones de litio, es crucial que se siga investigando y desarrollando nuevas técnicas y tecnologías para mejorar la eficiencia y la seguridad en el reciclaje de estos materiales.
