Innovador proceso con microondas mejora la recuperación de litio de baterías usadas en segundos

MadridInvestigadores de la Universidad de Rice, dirigidos por Pulickel Ajayan, han descubierto una nueva y mejor manera de recuperar litio de las baterías de iones de litio usadas. Su método es más rápido, limpio y ecológico en comparación con las técnicas actuales. Utilizaron radiación de microondas y un líquido biodegradable para recuperar hasta el 50% del litio en solo 30 segundos.

El litio es fundamental para la fabricación de baterías utilizadas en teléfonos inteligentes, portátiles y coches eléctricos. El aumento en el número de coches eléctricos y los esfuerzos por reducir las emisiones han incrementado la demanda de litio. En 2023, el mercado global de baterías de iones de litio superó los $65 mil millones y se espera que crezca más del 23% en los próximos ocho años. Este crecimiento pone presión en las cadenas de suministro de litio, haciendo crucial disponer de métodos de reciclaje eficientes.

Los métodos tradicionales de reciclaje no son eficientes y perjudican al medio ambiente. Utilizan ácidos fuertes y mucha energía, pero recuperan menos del 5% del litio. Las nuevas opciones ecológicas como los solventes eutécticos profundos (DES) también presentan problemas de eficiencia y coste.

Investigadores de la Universidad de Rice han desarrollado un nuevo método utilizando cloruro de colina y etilenglicol como solvente eutéctico profundo (DES). A continuación, se presentan algunos hallazgos importantes de su estudio:

• La radiación de microondas acelera el proceso de recuperación.
• Logra recuperar litio selectivamente en solo 30 segundos.
• El calentamiento convencional en baño de aceite requiere 12 horas para obtener el mismo resultado.
• El método de microondas alcanza un 87% de recuperación de litio en 15 minutos.
• La estabilidad del solvente es mejor con microondas gracias a ciclos de calentamiento más cortos.

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Sohini Bhattacharyya, becaria postdoctoral y una de las autoras principales, explicó que reciclar baterías de iones de litio (LIBs) es esencial para recuperar metales clave como litio, cobalto y níquel. Los métodos actuales de reciclaje suelen recuperar el litio al final, lo que provoca contaminación y pérdida. El nuevo método basado en microondas se centra en recuperar primero el litio, haciendo el proceso más eficaz y eficiente.

Salma Alhashim, una de las principales autoras, explicó que el cloruro de colina en la solución DES absorbe las microondas y selecciona el litio por encima de otros metales como el cobalto y el níquel. Este método es casi 100 veces más rápido que los métodos tradicionales y además impide que el DES se descomponga, lo cual ocurre habitualmente con métodos de calentamiento más prolongados como los baños de aceite.

Este nuevo método podría revolucionar el reciclaje de baterías de iones de litio, haciéndolo más económico y ecológico. Aumenta la cantidad de material que podemos recuperar y disminuye el impacto ambiental. Los investigadores creen que aplicar este método de reciclaje basado en DES a gran escala podría mejorar significativamente la industria.

Este avance demuestra que la recuperación de litio de baterías usadas puede ser más rápida, limpia y eficiente en el futuro. Responde a la creciente demanda de litio y aborda los problemas ambientales de los métodos de reciclaje actuales. El estudio, publicado en Advanced Functional Materials, es un paso importante hacia la tecnología sostenible.