Las tecnologías de reciclaje para baterías de iones de litio (LIB) al final de su vida útil no están a la par del rápido aumento de los vehículos eléctricos, almacenar un problema de gestión de residuos potencialmente enorme para el futuro, según un nuevo estudio.

Una revisión del reciclaje de baterías de iones de litio dirigida por la Universidad de Birmingham sugiere que, mientras que los vehículos eléctricos (EV) ofrecen una solución para reducir la contaminación, Los gobiernos y la industria deben actuar ahora para desarrollar una infraestructura de reciclaje sólida para satisfacer las necesidades de reciclaje futuras.

El estudio, realizado en colaboración con investigadores de las universidades de Newcastle y Leicester, se publica hoy en la edición del 150 aniversario de Naturaleza .

Dr. Gavin Harper, Becario de investigación de Faraday en la Universidad de Birmingham, es el autor principal del artículo. Dijo:"El desafío del reciclaje no es sencillo:hay una enorme variedad en las químicas, formas y diseños de baterías de iones de litio utilizadas en vehículos eléctricos. Las células individuales se forman en módulos, que luego se ensamblan en paquetes de baterías. Para reciclarlos de manera eficiente, deben desmontarse y separarse las corrientes de desechos resultantes. Además del litio, estas baterías contienen una serie de otros metales valiosos, como el cobalto, níquel y manganeso, y existe la posibilidad de mejorar los procesos que se utilizan actualmente para recuperarlos para su reutilización ".

El problema de los residuos de LIB ya es importante y está previsto que crezca a medida que aumente la demanda de vehículos eléctricos. Según el millón de coches eléctricos vendidos en 2017, los investigadores calcularon que 250, 000 toneladas o medio millón de metros cúbicos de residuos de envases sin procesar se producirán cuando estos vehículos lleguen al final de su vida útil.

También existe una enorme oportunidad para el Reino Unido. El análisis de la Institución Faraday, el instituto independiente del Reino Unido para la investigación del almacenamiento de energía electroquímica, apunta a la necesidad de ocho gigafábricas en el Reino Unido para 2040 para atender la demanda de LIB. El Reino Unido necesitará desarrollar fuentes de suministro para los materiales críticos necesarios para estas baterías y el material reciclado podría desempeñar un papel importante.

Profesor Andrew Abbott, de la Universidad de Leicester y coautor del artículo, dijo:"La electrificación de solo el 2% de la actual flota mundial de automóviles representaría una línea de automóviles que podría extenderse alrededor de la circunferencia de la Tierra:unos 140 millones de vehículos. Los vertederos claramente no son una opción para esta cantidad de desechos. Encontrar formas reciclar las baterías de los vehículos eléctricos no solo evitará una enorme carga en los vertederos, también nos ayudará a asegurar el suministro de materiales críticos, como cobalto y litio, que seguramente son la clave para una industria automotriz sostenible ".

El estudio identifica una serie de desafíos clave que los ingenieros y los responsables de la formulación de políticas deberán abordar, incluso:

• Identificación de aplicaciones de segundo uso para baterías al final de su vida útil
• Desarrollar métodos rápidos de reparación y reciclaje. particularmente dado que el almacenamiento a gran escala de baterías eléctricas es potencialmente inseguro
• Mejora del diagnóstico de baterías, paquetes de baterías y celdas de batería, por lo que el estado de salud de las baterías se puede evaluar con precisión antes de reutilizar
• Optimización de los diseños de baterías para su reciclaje a fin de permitir el desmontaje automatizado de la batería. más seguro que las técnicas actuales de manipulación manual
• Diseñar nuevos procesos de estabilización que permitan abrir y separar las baterías al final de su vida útil. y desarrollar técnicas o procesos para garantizar que los componentes no se contaminen durante el reciclaje.

"Estas baterías contienen una gran cantidad de energía y, por el momento, todavía estamos relativamente poco preparados para tratar con ellas cuando lleguen al final de su vida útil". "explica el coautor, el profesor Paul Christensen, de la Universidad de Newcastle, quien también está trabajando con varios Servicios de Rescate y Bomberos del Reino Unido en el desarrollo de protocolos para lidiar con incendios de baterías de iones de litio.

"Una de las áreas de investigación de este proyecto es analizar la automatización y cómo podemos desmantelar de manera segura y eficiente las baterías gastadas y recuperar los materiales valiosos como el litio y el cobalto. Pero también hay un problema de seguridad pública que debe abordarse como una segunda vida Las baterías para vehículos eléctricos se vuelven más disponibles. Lo que necesitamos es una mirada urgente a todo el ciclo de vida de la batería, desde sacar los materiales del suelo hasta desecharlos nuevamente al final ".

Paul Anderson, Codirector del Centro de Birmingham para Elementos Estratégicos y Materiales Críticos, agrega:"Hacer frente a estos desafíos requerirá una gran cantidad de ambición, así como un enfoque coherente en la formulación de políticas. Esto es esencial si queremos crear soluciones dentro del proceso de diseño que nos permitan hacer una transición suave y sostenible a la electricidad. vehículos ".