Las baterías recargables de Ion-Litio ya se utilizan ampliamente en dispositivos electrónicos y vehículos eléctricos, lo que permite un cambio acelerado hacia la energía limpia. Pero conllevan costes medioambientales y humanos que hay que mitigar.
Los materiales de las baterías, como el litio, el níquel, el cobalto y el grafito, son cada vez más escasos y caros. La extracción de estos materiales requiere mucha energía y agua. Y como la demanda no hace más que acelerarse, los ingredientes de las baterías de iones de litio se están agotando rápidamente. Por ello, hay que reciclar los componentes valiosos, pero reciclar las pilas resulta difícil.
La nueva manera de reciclar baterías
Ahora, investigadores del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) han inventado un material que resuelve estos problemas, haciendo que el proceso de extracción de los ingredientes para su reutilización sea fácil, económico, más limpio y sostenible.
El nuevo material de las baterías se llama Quick-Release Binder. Se trata de un tipo de aglutinante totalmente nuevo, es decir, la sustancia similar al pegamento que mantiene unidos los ingredientes activos de una pila.
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El nuevo Quick-Release Binder se fabrica a partir de dos polímeros baratos disponibles en el mercado, el ácido poliacrílico (polyacrylic acid, PAA) y la polietilenimina (polyethyleneimine, PEI). Estos polímeros se unen mediante un enlace entre los átomos de nitrógeno con carga positiva del PEI y los átomos de oxígeno con carga negativa del PAA. El aglutinante se disuelve en agua alcalina a temperatura ambiente que contiene hidróxido de sodio.
Las baterías fabricadas con el aglutinante sólo tienen que ser abiertas, colocadas en agua alcalina y agitadas suavemente. El ion sodio rompe los dos polímeros, que se disuelven en el líquido y liberan los componentes del electrodo incrustados en su interior. Los elementos separados pueden filtrarse fácilmente del agua y secarse al aire.
Es más fácil, más barato y más respetuoso con el planeta
En comparación, el reciclado actual de baterías de iones de litio es un proceso que consume mucha energía y genera residuos. El método implica primero triturar y moler las baterías, y luego quemarlas para separar los metales de los demás componentes. Pero el nuevo método es más fácil, más barato y más respetuoso con el planeta.
El aglutinante de liberación rápida no contiene sustancias químicas tóxicas, y los procesos de producción y descomposición eliminan la necesidad de disolventes agresivos.
El equipo de investigación trabaja ahora con Steve Sloop, desarrollador de reciclaje de baterías y fundador de OnTo Technologies, para terminar de probar el producto y sacarlo al mercado. También esperan obtener la licencia de la tecnología Quick-Release para poder utilizarla en las principales marcas de baterías de iones de litio.
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«El aglutinante tiene la gran característica de que se puede ‘descomprimir’ con un procesamiento de bajo coste y respetuoso con el medio ambiente, lo que nos beneficia a todos al mejorar la sostenibilidad económica y medioambiental de los sistemas avanzados de baterías», dijo Sloop.
«También es un gran logro que las pilas no contengan sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS), la familia de compuestos que se utilizan para fabricar revestimientos antiadherentes y muchos otros productos, pero es extraordinariamente importante para el futuro. Los clientes no las quieren por su incipiente relación con problemas de salud, y creo que pronto los reguladores estarán de acuerdo en que no podemos seguir utilizando estas sustancias químicas.»
Noticia tomada de: Inceptive Mind / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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