Los científicos cocinan una receta verde para reciclar baterías de iones de litio con aceite vegetal

Los científicos de la Universidad de Leicester han desarrollado una técnica para extraer de manera sostenible metales valiosos de un producto de desecho de baterías usadas con una mezcla de agua y aceite de cocina.

La tecnología pendiente de patente permite batería de iones de litio La masa negra, una mezcla de bajo valor de ánodo y cátodo y otros materiales, que se purificará directamente a los pocos minutos de la operación a temperatura ambiente.

Con miles de millones de estas baterías utilizadas en todo el mundo en electrónica y vehículos eléctricospodría habilitar un método de reciclaje más barato y más sostenible para apoyar el cambio a las tecnologías verdes.

La investigación dirigida por el profesor Andy Abbott y el Dr. Jake Yang en la Universidad de Leicester que trabaja bajo el proyecto Relib de la Institución Faraday encontró una forma innovadora de recuperar valiosos óxidos de metal de grado de batería de baterías trituradas mediante el uso de nanoemulsiones creadas a partir de un rastro de un rastro de aceite de cocción en agua. El estudio es publicado en el diario Sostenibilidad de RSC.

Desde la experiencia cotidiana, sabemos que el aceite y el agua no se mezclan a menos que agregemos jabón, pero la investigación ha demostrado que el uso de ultrasonido puede crear nano-drogas de aceite que son estables durante semanas. De manera crucial, se encuentra que las nano-drogas de aceite purifican los desechos de la batería, comúnmente conocidos como “masa negra”, ya que contiene una mezcla de carbono (grafito) y valiosos óxidos de litio, níquel y metal de cobalto (NMC).

Los nano-doblets de aceite se adhieren a la superficie del carbono, actuando como un “pegamento” para unir partículas de grafito hidrofóbico para formar grandes conglomerados de grafito de aceite que flotan sobre el agua, dejando los valiosos e hidrófilos óxidos de metal de litio sin tocar. El conglomerado de grafito de aceite se puede escabullir simplemente, dejando óxidos de metal puro.

Técnicas de reciclaje actual Utilice una combinación de tratamiento térmico de horno para quemar el grafito no deseado, aumentando así el CO₂ La huella de la cadena de valor EV, así como los ácidos corrosivos concentrados que toman valiosos óxidos de metal de grado de batería hasta los materiales precursores de batería de menor valor desde los cuales se realizó la batería por primera vez.

La técnica de emulsión desarrollada por Leicester permite el reciclaje de baterías de iones de litio. La estructura cristalina de grado de batería del material recuperado no se destruye en este proceso y permite la remanufactura del material recuperado directamente de regreso a las nuevas celdas de batería, a diferencia de los métodos de piro/hidrometalúrgicos. Esto podría hacer que la cadena de suministro de la batería sea más sostenible y más barata.

El Dr. Jake Yang, de la Escuela de Química de la Universidad de Leicester, dijo: “Este método rápido, simple y económico podría revolucionar cómo las baterías se reciclan a escala. Ahora esperamos trabajar con una variedad de partes interesadas para ampliar esta tecnología y crear una economía circular para baterías de iones de litio “.

La revolución eléctrica viene con los inconvenientes, uno de los desafíos sobre cómo reciclamos de manera eficiente y sostenible grandes volúmenes de baterías al final de su vida laboral.

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El uso de baterías para vehículos eléctricos y almacenamiento de energía es solo un futuro sostenible si la vía de reciclaje es verde y rentable. A nivel mundial, hay un estimado de 40 millones de vehículos eléctricos (vehículos eléctricos), y hay aproximadamente 10 mil millones de teléfonos móviles activos, computadoras portátiles y tabletas en todo el mundo, todos alimentados por baterías de iones de litio. Sin embargo, la falta de regulaciones significa que los paquetes de baterías de iones de litio no están diseñados para ser reciclados.

Las universidades de Leicester y Birmingham también están colaborando para reunir a varias tecnologías desarrolladas bajo Relib en un proyecto innovateuk, RELLEND. Esto está creando una línea piloto capaz de procesar 10s de kg/h de masa negra para demostrar que este reprocesamiento de bucle corto puede funcionar económicamente para proporcionar material de grado de batería para nuevas celdas.

“El Proyecto Relib es uno de los proyectos emblemáticos de la institución Faraday que desarrollan tecnología innovadora para capturar el valor y retener recursos escasos en la economía circular de fabricación y reciclaje de baterías. Este trabajo ofrece una ruta prometedora para el reciclaje de bucle corto de las baterías de iones de litio a escala”, comentó el profesor Martin Freer, CEO de la institución Faraday.