Reciclar componentes de baterías sin triturarlos ni fundirlos

La proliferación de coches eléctricos, teléfonos inteligentes y dispositivos electrónicos portátiles está provocando un aumento global estimado del 25% en la fabricación de baterías recargables cada año. Muchas de las materias primas utilizadas en las baterías, como el cobalto, podrían escasear pronto. La Comisión Europea está preparando un nuevo decreto sobre las pilas eléctricas, que exigiría el reciclaje del 95% del cobalto de las mismas. Sin embargo, los métodos existentes para el reciclaje de baterías distan mucho de ser perfectos.

El equipo de la química Tanja Kallio, de la Universidad Aalto en Finlandia, ha descubierto ahora que los electrodos de las baterías de litio que contienen cobalto pueden reutilizarse tal cual después de volver a saturarlos de litio. En comparación con el reciclaje tradicional, que suele extraer los metales de las baterías fundiéndolos o disolviéndolos después de haber triturado las baterías, el nuevo proceso ahorra valiosas materias primas, y probablemente también energía.

Las baterías recargables de iones de litio tienen dos electrodos entre los que se mueven partículas cargadas eléctricamente. En uno de los electrodos se utiliza óxido de litio y cobalto y, en la mayoría de las baterías, el otro está hecho de carbono y cobre.

En los métodos tradicionales de reciclaje de baterías, parte de la materia prima se pierde y el óxido de cobalto y litio se convierte en otros compuestos de cobalto, que requieren un largo proceso de refinamiento químico para volver a convertirlos en material apto para los electrodos. El nuevo método evita este laborioso proceso: al reponer el litio gastado en el electrodo mediante un proceso de electrólisis, comúnmente utilizado en la industria, el compuesto de cobalto puede reutilizarse directamente.

Electrodos extraídos de baterías. Estos electrodos consisten en una lámina, por ejemplo de aluminio o cobre, que se cubre con una fina capa del material activo. (Foto: Aalto University)

Los resultados muestran que el rendimiento de los electrodos después de volver a saturarlos de litio es casi tan bueno como el de los fabricados con material nuevo. Kallio cree que, con un mayor desarrollo, el método podría funcionar también a escala industrial.

El siguiente paso que ella y sus colegas planean dar en esta línea de investigación es comprobar si el mismo método puede utilizarse también con las baterías de níquel de los coches eléctricos.

Kallio y sus colegas han publicado los detalles de su nueva técnica en la revista académica ChemSusChem, con el título “Reuse of LiCoO₂ Electrodes Collected from Spent Li-Ion Batteries after Electrochemical Re-Lithiation of the Electrode”. (Fuente: NCYT de Amazings)