Pesquisadores da Universidade de Birmingham anunciaram uma nova abordagem para reciclar o componente de maior valor das baterias de carros elétricos em fim de vida, o cátodo da bateria, que consome menos energia e usa menos produtos químicos perigosos do que os métodos atuais de reciclagem.
Seu novo método usa ácido orgânico, como ácido ascórbico (vitamina C) como agente de lixiviação, e foi testado em material catódico de uma célula de bateria Nissan Leaf de primeira geração que percorreu 40.000 milhas de condução.
Os resultados deste teste, publicados no servidor ChemRxiV, demonstraram que o ácido ascórbico lixivia seletivamente o material do eletrodo de baixo valor (óxido de lítio-manganês) e deixa o material à base de níquel e cobalto de maior valor em um estado sólido, a partir do qual pode ser diretamente reciclado.
O novo método tem um potencial considerável para simplificar a reciclagem de baterias, que atualmente se concentra na reciclagem de elementos através da dissolução de cátodos de baterias usando ácidos fortes. Isto representa um enigma adicional de eliminação de resíduos potencialmente perigosos do processo de reciclagem. Além disso, depende da trituração inicial das baterias, que mistura componentes e cria uma confusão de produtos químicos que só podem ser separados por processos químicos.
O novo método de lixiviação foi inventado pelo professor Peter Slater, pelo professor Paul Anderson e pela Dra. Laura Driscoll da Escola de Química de Birmingham e foi patenteado pela University of Birmingham Enterprise.
A sua pesquisa faz parte do projeto ReLiB (Reciclagem e Reutilização de Baterias de Íons de Lítio EV), um consórcio multi-institucional de pesquisadores liderado pela Universidade de Birmingham, que visa melhorar a velocidade, a economia e a pegada ambiental dos processos de reciclagem.
O professor Slater comentou: “A química da bateria, e a química do cátodo em particular, está em constante evolução para atender à demanda por maior densidade de energia. No entanto, a reciclagem da bateria permaneceu relativamente estática e se concentrou em quebrar os cátodos em seus componentes de elementos individuais, especialmente quando reciclar produtos químicos mistos, o que perde muito no valor interno do material catódico.”
“O desafio da reciclagem de produtos químicos mistos é separar os materiais de baixo e de alto valor. Nosso método remove o material de baixo valor, deixando o material de alto valor em estado sólido, para que possa ser reciclado diretamente, mantendo seu alto valor.”
A equipe de pesquisa iniciou a partir de uma perspectiva do mundo real, observando o que realmente está acontecendo nas cadeias de reciclagem. Eles escolheram uma bateria de um Nissan Leaf, pois este carro foi o primeiro veículo elétrico comercializado em massa, e tanto os carros quanto as baterias estarão entre os primeiros a entrar nas cadeias de reciclagem e na indústria de reciclagem.
O professor Slater acrescentou: “Nosso método reduzirá o custo e o número de etapas para recuperar materiais catódicos, para que possam ser remanufaturados e colocados novamente em novas baterias, com pegada ambiental mínima.”
A equipa de investigação está agora trabalhando na ampliação desta abordagem e à procura de parceiros de longo prazo para estudos piloto, fornecer esta tecnologia às infraestruturas existentes ou colaborar em mais investigação para desenvolver o sistema.
Traduzido por Mateus Lynniker de TechXplore
