Novo método de reciclagem de lítio é mais limpo e barato

Uma técnica barata e amiga do ambiente para a reciclagem do lítio poderia ajudar a garantir que tenhamos metal valioso suficiente para alimentar a energia limpa do futuro – se funcionar tão bem no mundo real como no laboratório.

O desafio:A transição para veículos eléctricos (EV) é uma parte fundamental do combate às alterações climáticas e, como as baterias de iões de lítio podem armazenar muita energia para o seu tamanho, são a nossa melhor opção (até agora) para alimentá-las.

No entanto, o lítio necessário para criar essas baterias é um recurso finito e a sua extracção é ambientalmente destrutiva. A demanda por lítio também vai além dos veículos elétricos, já que as baterias de íons de lítio são usadas em laptops, smartphones e até mesmo em TVs.

“Este método… permite uma reciclagem barata, eficiente em termos energéticos e ambientalmente compatível.”

Reciclagem de lítio: Embora possamos extrair lítio e outros metais úteis de baterias velhas depois que elas morrem, o processo padrão de reciclagem é caro, ineficiente e requer calor extremo ou produtos químicos corrosivos. É uma das razões pelas quais a grande maioria das baterias de lítio ainda não é reciclada e muitas acabam em aterros sanitários.

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT) desenvolveram uma nova técnica de reciclagem de lítio que funciona em baixas temperaturas, sem produtos químicos agressivos.

“O método pode ser aplicado… a uma grande variedade de baterias de íons de lítio disponíveis comercialmente”, disse o primeiro autor, Oleksandr Dolotko. “Ele permite uma reciclagem barata, com eficiência energética e ambientalmente compatível.”

Como funciona:O método de reciclagem de lítio da equipe do KIT começa com a adição de um pouco de folha de alumínio ao cátodo da bateria e a trituração de tudo em um “moinho de bolas” – um cilindro oco e giratório contendo bolas que esmagam tudo o que estiver no recipiente.

A força mecânica da fresagem causa uma reação química entre o alumínio e os materiais do cátodo – embora mesmo os pesquisadores não saibam exatamente por quê.

“É realmente difícil dizer como isso acontece”, disse Dolotko à Nature.

“Uma das partes mais desafiadoras da invenção está concluída – a técnica funciona.”

Depois de retirar a mistura moída do moinho, adicionam água quente (194 F). Quando a água evapora, sobra carbonato de lítio – um material útil que pode ser usado para fazer novas baterias.

Usando esse processo, os pesquisadores dizem que conseguiram recuperar 70% do lítio nos materiais catódicos, e funcionou com os materiais catódicos encontrados em uma variedade de diferentes baterias de íon-lítio.

Para efeito de comparação, algumas empresas de reciclagem de baterias nos EUA afirmam recuperar 95%-98% dos materiais críticos das baterias de iões de lítio.

A água fria:Em seu estudo, publicado na Communications Chemistry, os pesquisadores tentaram remover o lítio dos materiais normalmente encontrados nos cátodos das baterias de íon-lítio – na verdade, eles não começaram com cátodos de bateria usados, que podem conter impurezas.

No entanto, eles não acreditam que essas impurezas tenham grande efeito no processo de reciclagem do lítio.

“A tecnologia descoberta apresentada neste artigo pode ser aplicada a esses materiais sem ajustes significativos”, escreveram. “Espera-se que as condições de reação e os produtos finais da reciclagem sejam semelhantes aos investigados neste trabalho.”

O cátodo também é apenas uma parte de uma bateria de íons de lítio, e os autores admitem que o processo de reciclagem pode não funcionar – ou funcionar tão bem – se tentarmos apenas triturar baterias inteiras, o que significa que ainda precisaríamos da tediosa etapa de quebrá-los para reciclagem.

“Esses componentes extras, como um aglutinante, ânodo grafítico, cobre ou outros aditivos ou produtos secundários da preparação da massa negra, podem afetar o processo de reciclagem induzido mecanoquimicamente”, escrevem eles.

Olhando para o futuro:Os investigadores estão agora concentrados em responder a questões importantes que determinarão se a sua técnica de reciclagem de lítio será capaz de desempenhar um papel importante na definição do nosso futuro energético limpo.