Un proceso electroquímico permite recuperar valiosas materias primas
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El litio, el cobalto y el níquel están muy solicitados y son difíciles de obtener. Investigadores del Instituto Fraunhofer de Tecnología de Fabricación y Materiales Avanzados IFAM están desarrollando un proceso electroquímico para recuperar materias primas escasas en el reciclado de baterías. Esta nueva tecnología también podría permitir en el futuro la extracción de elementos de tierras raras a partir de residuos electrónicos.
Investigadores del Fraunhofer IFAM están desarrollando electrodos especializados que recuperan metales valiosos, como el litio y el cobalto, del agua de proceso acumulada durante el reciclado de baterías.
Copyright: Fraunhofer IFAM
La demanda de baterías de iones de litio, indispensables para coches eléctricos, smartphones y ordenadores portátiles, es cada vez mayor. Según un estudio de la consultora Deloitte, las importaciones de litio a Alemania pasaron de 514 millones de euros en 2013 a 21.000 millones de euros en 2023, lo que supone un aumento de unas cuarenta veces. Materias primas como el cobalto y el níquel también son muy importantes económicamente, pero son difíciles de obtener. La importación de estos materiales aumenta las dependencias globales.
Los investigadores del Fraunhofer IFAM de Bremen están trabajando en una solución. "Queremos recuperar materias primas valiosas y tierras raras con un alto rendimiento y una gran pureza, cerrando así el ciclo del producto y reduciendo las dependencias", explica Julian Schwenzel, responsable de Almacenamiento de Energía Eléctrica del Fraunhofer IFAM.
Reducción de la dependencia de materias primas críticas En el proyecto MeGaBat, centrado en métodos de extracción electroquímica de materiales activos para baterías, los investigadores están desarrollando un proceso electroquímico para aislar materiales como el litio, el cobalto y el níquel en el reciclaje de baterías. Los investigadores también planean utilizar el proceso para recuperar tierras raras.
La idea detrás de la tecnología: El agua de proceso que se acumula en el reciclado de baterías se dirige a un reactor electroquímico. El reactor contiene dos electrodos fabricados por los investigadores del Fraunhofer IFAM mediante serigrafía. "Con sus propiedades especiales, los electrodos extraen y almacenan selectivamente los iones de las aguas residuales", explica Cleis Santos, responsable del grupo de Procesos Electroquímicos para el Reciclaje y el Tratamiento del Agua. "Esto les permite extraer, por ejemplo, iones de litio, y al final del proceso obtenemos la sustancia separada en forma de polvo de gran pureza".
El agua purificada se devuelve al proceso tras aislar la sustancia deseada. Con las modificaciones adecuadas, los electrodos también pueden utilizarse para captar y recuperar otras materias primas escasas de las aguas residuales, como cobalto, níquel o cobre. "A largo plazo, es concebible que las aguas residuales puedan ser conducidas a través de múltiples reactores en un sistema a gran escala", explica Santos. "Así podríamos reciclar varias materias primas críticas dentro de la misma planta". A diferencia de los métodos de reciclado actuales, como el procesamiento piro e hidrometalúrgico -que consume mucha energía y genera mucho CO2-, la nueva tecnología funciona sin productos químicos como bases o ácidos y requiere menos energía, lo que la hace más rentable.
Además de mejorar la pureza de las materias primas recuperadas, se calcula que la eficacia de todo el proceso puede aumentar entre un 30% y un 40%. Se trata de una ventaja crucial, explica Schwenzel: "En el futuro, la normativa de la UE exigirá que los fabricantes declaren con más frecuencia su huella de carbono total desde la materia prima hasta el producto acabado, y los nuevos productos también deberán contener una mayor fracción de material reciclado." Por tanto, la eficiencia y la calidad de la recuperación son cada vez más importantes".
Los investigadores ya han probado con éxito esta nueva tecnología en el laboratorio Fraunhofer IFAM. El equipo trabaja actualmente en una planta piloto a gran escala. De este modo, en el futuro también se podrían recuperar elementos de tierras raras, por ejemplo a partir de residuos electrónicos: "Hasta ahora, hemos tenido que importar el 100% de nuestros elementos de tierras raras. "Nuestro proceso nos permitiría reducir esta dependencia", afirma Santos, jefe del grupo.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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