Pesquisadores na Grã-Bretanha e nos Estados Unidos encontraram maneiras de reciclar baterias de veículos elétricos que podem reduzir drasticamente os custos e as emissões de carbono, reforçando suprimentos sustentáveis para um aumento esperado na demanda.
As técnicas, que envolvem a recuperação de peças da bateria para que possam ser reutilizadas, ajudariam a indústria automotiva a enfrentar as críticas de que, embora os veículos elétricos reduzam as emissões ao longo de sua vida útil, eles começam com uma grande pegada de carbono de materiais minerados.
À medida que os governos nacionais e regiões correm para garantir suprimentos para uma aceleração esperada na demanda de veículos elétricos, as descobertas podem fazer com que suprimentos valiosos de materiais como cobalto e níquel avancem. Eles também reduziriam a dependência da China e das difíceis jurisdições de mineração.
“Não podemos reciclar produtos complexos como baterias da mesma forma que reciclamos outros metais. A trituração, a mistura dos componentes de uma bateria e a pirometalurgia destroem valor”, disse Gavin Harper, pesquisador da Instituição Faraday, apoiada pelo governo na Grã-Bretanha.
A pirometalurgia se refere à extração de metais usando alto calor em altos-fornos, o que analistas dizem não ser econômico.
Os métodos de reciclagem atuais também contam com a fragmentação das baterias em pedaços muito pequenos, conhecidos como massa negra, que são então processados em metais como cobalto e níquel.
A mudança para uma prática conhecida como reciclagem direta, que preservaria componentes como o cátodo e o ânodo, poderia reduzir drasticamente o desperdício de energia e os custos de fabricação.
Pesquisadores da University of Leicester e da University of Birmingham que trabalham no projeto ReLib da Faraday Institution encontraram uma maneira de usar ondas ultrassônicas para reciclar o cátodo e o ânodo sem fragmentar e solicitaram uma patente.
A tecnologia recupera o pó catódico composto de cobalto, níquel e manganês da folha de alumínio, ao qual é colado na fabricação da bateria. O pó do ânodo, que normalmente seria grafite, é separado da folha de cobre.
Andy Abbott, professor de físico-química da Universidade de Leicester, disse que a separação por ondas ultrassônicas resultaria em economia de custos de 60% em comparação com o custo do material virgem.
Em comparação com a tecnologia mais convencional, baseada na hidrometalurgia, que usa líquidos, como ácido sulfúrico e água para extrair materiais, ele disse que a tecnologia ultrassônica pode processar 100 vezes mais material de bateria no mesmo período.
A equipe da Abbott separou as células da bateria manualmente para testar o processo, mas a ReLib está trabalhando em um projeto para usar robôs para separar as baterias e pacotes com mais eficiência.
Como os suprimentos e os níveis de sucata levam tempo para acumular, Abbott disse que esperava que a tecnologia usasse inicialmente sucata das instalações de fabricação de baterias como matéria-prima e o material reciclado seriam realimentados na produção de baterias.
Reciclagem rentável
Nos Estados Unidos, um projeto patrocinado pelo governo no Departamento de Energia chamado ReCell está nos estágios finais de demonstração de tecnologias de reciclagem diferentes, mas também promissoras, que renovam o cátodo da bateria para transformá-lo em um novo cátodo.
ReCell, chefiado por Jeff Spangenberger, estudou muitos métodos diferentes, incluindo ultrassônicos, mas se concentrou em métodos térmicos e baseados em solvente.
“Os EUA não produzem muito cátodo internamente, então, se usarmos hidrometalurgia ou pirometalurgia, temos que enviar os materiais reciclados para outros países para serem transformados em cátodo e enviados de volta para nós”, disse Spangenberger.
“Para tornar lucrativa a reciclagem de baterias de íon-lítio, sem exigir uma taxa de descarte para os consumidores, e para encorajar o crescimento na indústria de reciclagem, novos métodos que gerem margens de lucro maiores para os recicladores precisam ser desenvolvidos.”
Existem desafios para a reciclagem direta, incluindo produtos químicos em constante evolução, disse Spangenberger. “ReCell está trabalhando na separação de diferentes químicas catódicas.”
As primeiras células de bateria de veículos elétricos normalmente usavam um cátodo com quantidades iguais de níquel, manganês, cobalto ou 1-1-1. Isso mudou nos últimos anos, à medida que os fabricantes buscam reduzir custos e as químicas catódicas podem ser 5-3-2, 6-2-2 ou 8-1-1.
A abordagem no projeto ReLib de Faraday é misturar reciclado com material virgem para obter as proporções necessárias de níquel, manganês e cobalto.
Fonte: Reuters
