Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers (Suecia) han desarrollado un nuevo método para reciclar los metales de las baterías usadas de los coches eléctricos. El sistema permite recuperar el 100% del aluminio y el 98% del litio de estos dispositivos. Al mismo tiempo, consigue minimizar la pérdida de otras materias primas valiosas, como el níquel, el cobalto y el manganeso. El proceso no requiere productos químicos caros ni nocivos porque los investigadores utilizan ácido oxálico, un ácido orgánico que se puede encontrar en el reino vegetal.
“Hasta ahora, nadie había conseguido encontrar las condiciones exactas para separar tanto litio con ácido oxálico y, a la vez, extraer todo el aluminio. Como todas las baterías contienen aluminio, tenemos que poder quitarlo sin perder los demás metales”, ha explicado al respecto Léa Rouquette, estudiante de doctorado del Departamento de Química e Ingeniería Química de Chalmers y una de las autoras del trabajo, que ha publicado la revista Separation and Purification Technology.
En el laboratorio de reciclaje de baterías de la universidad, Rouquette y la investigadora Martina Petranikova han mostrado cómo funciona el nuevo método. En el laboratorio disponen de celdas de baterías de coche gastadas y, en la vitrina de gases, de su contenido pulverizado. Se trata de un polvo negro finamente molido que se disuelve en un líquido transparente, el ácido oxálico.
Rouquette produce tanto el polvo como el líquido en algo que recuerda a una batidora de cocina. Aunque parece tan fácil como preparar café, el procedimiento exacto es un avance científico único del que no se conocen todos los detalles, como es fácil de suponer. Ajustando la temperatura, la concentración y el tiempo, los investigadores han dado con una nueva receta en la que desempeña un papel determinante el ácido oxálico, un ingrediente respetuoso con el medio ambiente que puede encontrarse en plantas como el ruibarbo y las espinacas.
“Necesitamos alternativas a los productos químicos inorgánicos. Uno de los mayores cuellos de botella de los procesos actuales es la eliminación de materiales residuales como el aluminio. El nuestro es un método innovador que puede ofrecer a la industria del reciclado nuevas alternativas y ayudar a resolver problemas que obstaculizan el desarrollo”, afirma Martina Petranikova, que es profesora asociada del Departamento de Química e Ingeniería Química de Chalmers.
Invertir el orden del proceso
El sistema de reciclaje de base acuosa se denomina comúnmente hidrometalurgia. En la hidrometalurgia tradicional, todos los metales de una batería de un coche eléctrico se disuelven en un ácido inorgánico. A continuación, se eliminan las impurezas, como el aluminio y el cobre. Por último, se recuperan por separado metales valiosos como el cobalto, el níquel, el manganeso y el litio.
Aunque la cantidad de aluminio y cobre residuales es pequeña, se necesitan varios pasos de purificación y cada estadio de este proceso puede causar pérdidas de litio. Con el nuevo método, los investigadores invierten el orden y recuperan primero el litio y el aluminio, de modo que pueden reducir el desperdicio de metales valiosos necesarios para fabricar nuevas baterías.
La última parte del proceso, en la que se filtra la mezcla negra, también recuerda a la preparación del café. Mientras que el aluminio y el litio acaban en el líquido, los demás metales se quedan en los sólidos. El siguiente paso del proceso consiste ya en separar el aluminio y el litio.
“Como los metales tienen propiedades muy diferentes, no creemos que sea difícil separarlos. Nuestro método es una nueva vía prometedora para el reciclado de baterías, una vía que sin duda merece una mayor exploración”, afirma Rouquette. A lo que Petranikova añade: “Como el sistema puede ampliarse, esperamos que pueda utilizarse en la industria en los próximos años”.
El grupo de investigación de Petranikova lleva muchos años investigando el reciclaje de los metales de las baterías de iones de litio. El equipo participa en varios proyectos de colaboración con empresas para desarrollar el reciclaje de baterías de coches eléctricos y es socio de importantes iniciativas de investigación y desarrollo, entre ellas el proyecto Nybat de Volvo Cars y Northvolt.