Baterías, plásticos, materias primas renovables: nuevas ideas para la economía circular

Reciclaje de baterías: Cerrando el círculo en la e-movilidad

Según los expertos, más de 1,5 millones de toneladas métricas de células de batería de vehículos eléctricos tendrán que ser eliminadas en el año 2030. Además, hay desechos de la producción de células y materiales catódicos activos, así como sus precursores. Estos contienen recursos valiosos como el litio, el cobalto y el níquel. Con el reciclaje de baterías, estas materias primas pueden ser recuperadas y reprocesadas. Para reciclar las baterías de iones de litio, primero se desmontan y se trituran, lo que crea una sustancia llamada "masa negra". Actualmente es posible recuperar las materias primas de la masa negra mediante varios procesos químicos. Esto reduce la huella de carbono de los metales de las baterías en al menos un 25 por ciento en comparación con la extracción de los depósitos naturales.

Hasta ahora, sin embargo, este proceso ha sido muy intensivo en energía o ha creado grandes volúmenes de sales que requieren ser eliminadas. Además, el rendimiento de las materias primas sigue siendo demasiado bajo. BASF está desarrollando un nuevo proceso químico altamente eficiente con numerosas ventajas: Puede recuperar el litio de alta pureza de las baterías con un alto rendimiento, evita los residuos y reduce aún más la huella de carbono en comparación con los procesos existentes.

De esta manera, BASF apoya los objetivos de la Comisión Europea de establecer una cadena de valor de las baterías europea sostenible. El proceso de reciclado de BASF puede desempeñar un papel importante en la creación de una economía circular para las baterías en Europa.

Aditivos para mejorar el reciclado de plásticos

También para los plásticos, los investigadores de BASF están trabajando en formas de cerrar más eficientemente los bucles de materiales. Según un estudio de la consultora Conversio, se generan alrededor de 250 millones de toneladas métricas de residuos plásticos al año en todo el mundo. Sólo alrededor del 20 por ciento de este plástico es reciclado, manteniendo así el material en circulación. En el reciclaje mecánico, los plásticos de desecho son triturados y fundidos para hacerlos reciclables, que luego se utilizan para hacer nuevos productos. Sin embargo, este material no es adecuado para muchas aplicaciones sin un procesamiento posterior. Una razón es que el uso y el procesamiento repetidos a menudo dañan las cadenas de polímeros tanto que el plástico se vuelve quebradizo o amarillento. Otra razón es que los residuos plásticos están a menudo compuestos por una mezcla de diferentes tipos de plástico que no pueden ser separados unos de otros. Por ejemplo, las botellas de bebidas están hechas de polietileno tereftalato (PET), mientras que sus tapas suelen ser de polipropileno (PP). Esas mezclas de plásticos incompatibles tienen un efecto considerablemente negativo en la calidad.

Los investigadores de BASF han abordado estos problemas desarrollando diversos paquetes de aditivos plásticos para estabilizar y mejorar específicamente la calidad de los materiales reciclados. Soluciones como los compatibilizadores mejorarán las propiedades mecánicas de las mezclas de polímeros. Esto mejora los plásticos reciclados mecánicamente y los productos fabricados con ellos en un ciclo de plásticos.

Los residuos plásticos se convierten en una nueva materia prima para la industria química

Cada año, 200 millones de toneladas métricas de residuos plásticos en todo el mundo quedan sin reciclar. Un complemento importante del reciclado mecánico es el reciclado químico, que adopta un enfoque diferente para crear una economía circular para los plásticos. El reciclado químico transforma los residuos plásticos en materias primas secundarias, por ejemplo, a través de un proceso termoquímico llamado pirólisis. El resultado de este proceso es el aceite de pirólisis, que puede ser utilizado por la industria química para hacer nuevos productos. Las ventajas de este proceso son que también puede reciclar corrientes de desechos plásticos mezclados y no mezclados. Además, los productos fabricados con aceite de pirólisis son indistinguibles de los productos convencionales, por lo que pueden ser utilizados incluso en las aplicaciones más exigentes. Esto significa que, por primera vez, los componentes de automoción, los dispositivos médicos e incluso los envases de alimentos pueden ser hechos de este tipo de residuos plásticos.

Para avanzar en esta prometedora tecnología, BASF lanzó su proyecto ChemCyclingTM en 2018. Junto con los socios de cooperación, los investigadores de BASF están trabajando en el desarrollo y la mejora del proceso para producir aceite de pirólisis a partir de residuos plásticos mezclados. El desarrollo de catalizadores adecuados para la nueva tecnología de procesos es un aspecto importante de esto. Estos catalizadores tienen como objetivo asegurar que siempre se produzca aceite de pirólisis de alta pureza, incluso cuando la composición de los residuos plásticos varía. Un catalizador de primera generación ya está integrado en la planta de pirólisis del socio noruego de BASF, Quantafuel. Para llevar a cabo el trabajo de desarrollo, los científicos de las dos empresas están utilizando la experiencia y los laboratorios de pruebas de alto rendimiento de la filial de BASF hte en Heidelberg, Alemania, y la capacidad de computación de la supercomputadora de BASF.

El programa Rambutan: Materias primas orgánicas, de origen sostenible

Las materias primas renovables son otro pilar del Programa de Economía Circular de BASF. BASF planea aumentar aún más el volumen de materias primas renovables de fuentes sostenibles en su producción. Un ejemplo es el programa Rambutan, que obtiene ingredientes activos cosméticos de alta calidad de partes de una planta que antes no se utilizaban. Para los clientes de la industria cosmética, los investigadores de BASF siempre están buscando ingredientes activos interesantes en la naturaleza, por ejemplo, en la corteza de los árboles, las hojas, las raíces, las semillas y los frutos. Estudian miles de muestras cada año. Así es como se dieron cuenta de las sustancias contenidas en el árbol de rambután (Nephelium lappaceum) - un pariente cercano del árbol de lichi. Los investigadores de BASF descubrieron que un extracto acuoso de las hojas del árbol tiene un efecto activador en varios genes de la piel humana y promueve la creación de colágeno. Además, los ingredientes activos de la cáscara y las semillas del fruto tienen efectos positivos ya que ayudan a aumentar la humedad de la piel y vitalizar las raíces del cabello. Por lo tanto, BASF ha encontrado una manera de utilizar no sólo la jugosa fruta, sino también las cáscaras, hojas y semillas, asegurando así que ninguna parte de la planta se desperdicie.

Para abastecerse de manera sostenible de los ingredientes de los cosméticos a través de su programa de rambután, la empresa ha establecido una cadena de suministro responsable desde el punto de vista social y ambiental con socios locales en Vietnam y ha iniciado el cultivo de los dos primeros jardines de rambután con certificación orgánica en Vietnam. El programa permite a los trabajadores obtener unos ingresos superiores a la media, ofrece un seguro médico y garantiza unas condiciones de trabajo más seguras. Esto significa que la superfruta no sólo ofrece beneficios para los consumidores, sino también para los trabajadores y el medio ambiente local.