Desarrollo de una tecnología avanzada de reciclado para restaurar los materiales catódicos de las pilas gastadas
El proceso de reciclado devuelve a las pilas usadas el 100% de su capacidad original, lo que las hace equivalentes a las pilas nuevas
Un equipo de investigación dirigido por el Dr. Jung-Je Woo en el Centro de Investigación de Energías Limpias de Gwangju del Instituto Coreano de Investigación Energética (KIER) ha desarrollado con éxito una tecnología rentable y ecológica para reciclar materiales catódicos de baterías de iones de litio gastadas.
Foto de grupo del equipo de investigación (de izquierda a derecha Dr. Jung-Je Woo, Director del Centro; Dr. Jinju Song; Dr. Hayong Song; Dr. Jiyoung Ma; Estudiante investigador Jeonghwan Song).
KOREA INSTITUTE OF ENERGY RESEARCH
Con el reciente aumento de los vehículos eléctricos y los dispositivos móviles, la gestión de las baterías gastadas se ha convertido en un reto mundial crítico. Para 2040, se espera que el número de vehículos eléctricos retirados del servicio supere los 40 millones, lo que conllevará un fuerte aumento de las baterías usadas. Por ello, el desarrollo de tecnologías avanzadas de reciclaje se ha convertido en una prioridad urgente, ya que los metales de las pilas suponen un riesgo importante de contaminación del suelo y el agua.
En el reciclado convencional de pilas, el método típico consiste en triturar las pilas gastadas y extraer metales valiosos como el litio, el níquel y el cobalto mediante procesos químicos. Sin embargo, este proceso requiere productos químicos de alta concentración, que generan aguas residuales, y exige un importante consumo de energía debido a la necesidad de hornos de alta temperatura que contribuyen significativamente a las emisiones de dióxido de carbono.
Para resolver estos problemas, la tecnología de reciclado directo, que recupera y restaura los materiales originales sin alteración química, ha suscitado un interés creciente. Sin embargo, el reciclado directo también presenta inconvenientes, ya que requiere condiciones de alta temperatura y alta presión e implica procedimientos complejos, lo que lo hace largo y costoso.
El equipo de investigación ha desarrollado una novedosa tecnología para reciclar directamente los materiales catódicos usados de las baterías de iones de litio mediante un proceso sencillo que resuelve las limitaciones de los métodos de reciclado convencionales. Este enfoque innovador devuelve el cátodo gastado a su estado original sumergiéndolo en una solución restauradora a temperatura y presión ambiente, con lo que se reponen eficazmente los iones de litio.
La tecnología clave es la aplicación de la corrosión galvánica mediante una solución de restauración. La corrosión galvánica se produce cuando dos materiales distintos entran en contacto en un entorno electrolítico, lo que provoca la corrosión selectiva de un metal para proteger al otro. Utilizando este mecanismo de sacrificio, el equipo de investigación ha adaptado de forma innovadora este fenómeno para su aplicación en el reciclado de baterías.
El bromo de la solución de restauración inicia la corrosión espontánea al entrar en contacto con el aluminio de la pila gastada. Durante este proceso, los electrones se liberan del aluminio corroído y posteriormente se transfieren al material del cátodo gastado. Para mantener la neutralidad de la carga, los iones de litio de la solución de restauración se introducen en el material del cátodo. Esta recuperación de iones de litio restaura el material del cátodo a su estado original.
Además, a diferencia de los métodos convencionales que requieren el desmontaje de la batería gastada, la reacción de restauración tiene lugar directamente dentro de la célula, lo que aumenta significativamente la eficacia del proceso de reciclado.
El equipo de investigación confirmó mediante pruebas de rendimiento electroquímico que el cátodo restaurado alcanzaba una capacidad equivalente a la de los materiales nuevos.
El Dr. Jung-Je Woo, investigador principal, declaró: "Esta investigación introduce un enfoque novedoso para restaurar materiales de cátodos gastados sin necesidad de tratamientos térmicos a alta temperatura ni productos químicos nocivos". Además, subrayó: "El reciclaje directo de baterías desechadas de vehículos eléctricos tiene un gran potencial para reducir significativamente las emisiones de carbono y establecer una economía circular de recursos."
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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