Un equipo de la Universidad Técnica de Freiberg desarrolla un proceso de reciclado de metales preciosos procedentes de electrolizadores

07.08.2023 - Alemania

Crispin Mokry

El hidrógeno obtenido por electrólisis con energías renovables se considera un elemento clave de la transición energética. Mediante catalizadores, el agua se divide en sus componentes hidrógeno y oxígeno. La reacción electroquímica requiere metales preciosos como el platino, el iridio o el rutenio como catalizadores. Desde hace tres años, un proyecto de investigación europeo en el que participa la TU Bergakademie Freiberg estudia cómo mejorar el reciclado de estos metales.

"Dado que los costosos metales preciosos de las células de electrólisis aún no pueden sustituirse por completo por otros materiales de eficacia similar, el reto consiste en recuperarlos sin pérdidas. Y esto, idealmente, con un procesamiento respetuoso con el medio ambiente", explica el director del proyecto, el profesor Alexandros Charitos, de la TU Freiberg.

Procesamiento más respetuoso con el medio ambiente de materiales catalizadores al final de su vida útil
El equipo se centró en los llamados métodos hidrometalúrgicos de reciclado. Se trata de transferir el material catalizador a una solución acuosa y recuperarlo posteriormente como sal o metal en una forma sólida lo más pura posible.

"La recuperación de las distintas capas de catalizador de metales preciosos, el corazón del electrolizador de membrana de intercambio de protones (electrolizador PEM), ha requerido hasta ahora un paso de proceso de alto consumo energético y potencialmente perjudicial para el medio ambiente. "En el proyecto Recycalyse perseguimos un proceso de reciclado en el que las capas catalizadoras se separan de la membrana que contiene flúor", explica la Dra. Lesia Sandig-Predzymirska. Los metales preciosos de las capas catalizadoras preconcentradas pueden reciclarse con agentes de lixiviación más suaves y respetuosos con el medio ambiente. "De este modo se obtienen materiales de partida que pueden utilizarse directamente para la producción de nuevos electrocatalizadores y cerrar así el ciclo de materiales", afirma la investigadora.

Patentan un nuevo método de reciclado del metal precioso rutenio

Un nuevo catalizador de iridio y rutenio resultó ser el más eficaz para la reacción de evolución del oxígeno en el ánodo de la pila. Un óxido de estaño dopado con antimonio actuó como material de soporte de los metales en lugar de carbono. "Hemos desarrollado y patentado un proceso hidrometalúrgico que utiliza productos químicos de bajo coste para recuperar eficazmente complejos de rutenio valiosos para la industria", afirma la Dra. Lesia Sandig- Predzymirska. Los complejos de rutenio no sólo se utilizan en la industria química para la producción de catalizadores, sino también en muchos otros campos como la industria electrónica, la medicina, la biología, la nanociencia y la producción de células solares.

Junto con un proceso de separación de los iones metálicos individuales de nuevo desarrollo, el equipo logró una recuperación de más del 90% de los metales preciosos contenidos.

La investigación se centra en la electrólisis

Dado que el almacenamiento de hidrógeno procedente de la electrólisis del agua es un componente importante de la transición energética, los materiales de los electrodos son actualmente objeto de investigación. Además de la eficiencia y disponibilidad de los materiales, el proyecto "Recycalyse" se centra especialmente en su reciclabilidad en el sentido de la economía circular. Está dirigido por el Instituto Tecnológico Danés y cuenta con el apoyo de otros nueve socios (TU Bergakademie Freiberg, Fraunhofer ICT, Sustainable Innovations, TWI, Blue World Technologies, Universidad de Berna, Prüfrex, HyCentA Research GmbH y Accurec). Hasta finales de septiembre de 2023, "Recycalyse" contará con el apoyo de un total de 5,5 millones de euros del programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea en virtud del acuerdo de subvención nº 861960.

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