El aminoácido ayuda a reciclar las pilas recargables
Respetuoso con el medio ambiente y eficaz: reciclaje de baterías de iones de litio en solución neutra
Una nueva estrategia para reciclar baterías de iones de litio gastadas se basa en un proceso hidrometalúrgico en solución neutra. Esto permite extraer litio y otros metales valiosos de forma respetuosa con el medio ambiente, muy eficiente y barata, según informa un equipo de investigación chino en la revista Angewandte Chemie. La eficacia de la lixiviación mejora gracias a un mecanismo de reducción sólido-sólido, conocido como efecto batería, así como a la adición del aminoácido glicina.
© Wiley-VCH
Las baterías de iones de litio no sólo alimentan nuestros teléfonos móviles, tabletas y vehículos eléctricos, sino que también son cada vez más importantes como almacenamiento de energía renovable volátil. A medida que se generaliza su uso, aumenta el número de pilas gastadas. Su reciclaje es prometedor, ya que tiene el potencial de reducir el impacto ambiental al tiempo que se extraen materias primas como litio, cobalto, níquel y manganeso para la producción de nuevas baterías recargables. Los métodos hidrometalúrgicos actuales para el reprocesamiento de baterías de iones de litio gastadas se basan en procesos de lixiviación con ácido o amoníaco. Sin embargo, el uso excesivo y repetido de ácidos y bases aumenta el impacto ambiental y los riesgos para la seguridad. Un proceso con pH neutro sería más seguro y respetuoso con el medio ambiente.
Para conseguirlo, el equipo dirigido por Lei Ming y Xing Ou, de la Universidad Central del Sur de Changsha, Zhen Yao, de la Universidad Normal de Guizhou, y Jiexi Wong, de la Central Nacional de Investigación en Ingeniería de Materiales Avanzados de Almacenamiento de Energía, tuvo que echar mano de sus trucos, porque los reactivos agresivos necesarios para los procesos clásicos de lixiviación no son fáciles de sustituir.
El primer truco: construyeron "microbaterías" in situ. Con ellas se desmenuza el material catódico gastado de las pilas: óxido de níquel, cobalto y manganeso (NCM) recubierto de litio. Las partículas de NCM se mezclan con una sal de hierro (II), oxalato sódico y el aminoácido glicina en un líquido neutro. Así se deposita una fina capa sólida de oxalato de hierro (II) sobre las partículas. Esta "cáscara" actúa como ánodo, mientras que los núcleos de NCM actúan como cátodo (efecto batería). Este contacto directo facilita la transferencia de electrones. El recubrimiento también impide la deposición de subproductos no deseados en las partículas. El efecto batería impulsa una reacción electroquímica en la que los iones de hierro(II) se oxidan a iones de hierro(III) y los iones de oxígeno de las partículas oxídicas de NCM se reducen a iones OH- con el agua. Esto rompe las capas de NCM, liberando a la solución los iones de litio, níquel, cobalto y manganeso que contienen. En el segundo truco, estos iones son "atrapados" en complejos por la glicina. La glicina también tiene una tarea adicional: amortigua el valor de pH de la solución, manteniendo un rango neutro. En 15 minutos fue posible lixiviar el 99,99% del litio, el 96,8% del níquel, el 92,35% del cobalto y el 90,59% del manganeso de los cátodos usados.
Esta eficaz lixiviación en solución neutra podría abrir nuevas vías para la realización de un reciclado a gran escala y respetuoso con el medio ambiente de las baterías gastadas. Apenas se producen gases nocivos, y el efluente de glicina es apto para su uso como fertilizante. Este proceso utiliza mucha menos energía y cuesta menos que los métodos convencionales.
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.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
