Proponen un método más eficiente y seguro para reciclar el litio de las baterías

Investigadores chinos han desarrollado un sistema eficaz, barato, más seguro y sostenible para el reciclado de las baterías de iones de litio.

Las baterías de iones de litio (LIB) suministran energía a nuestros dispositivos portátiles, como tabletas y móviles, y cada vez más también a los vehículos. A medida que aumenta la proporción de energías renovables volátiles que necesitan almacenamiento de electricidad, se necesitan cada vez más LIB, suben los precios del litio, disminuyen los recursos y aumenta la cantidad de baterías agotadas que contienen sustancias tóxicas. Ahora, un grupo de investigadores presentan en la revista Angewandte Chemie un novedoso método para recuperar el litio de las LIB usadas.

El reciclado de las LIB es una empresa difícil. Recuperar litio de calidad suficiente para volver a utilizarlo es complicado y caro. La mayoría de los procesos de reciclado están dirigidos a extraer el litio de los cátodos (donde se encuentra la mayor parte del litio de las baterías descargadas). Sin embargo, el litio se precipita junto con otros metales contenidos en el cátodo y hay que separarlos meticulosamente. Por contra, la extracción de los ánodos, compuestos principalmente de grafito, es mucho más eficaz y puede realizarse sin descargar previamente la batería. Sin embargo, debido a su alta reactividad, el riesgo de incendios y explosiones es alto si los ánodos se lixivian con soluciones acuosas, como es habitual. Estas reacciones liberan grandes cantidades de energía y pueden producir hidrógeno.

Un equipo del Instituto de Química de la Academia China de Ciencias (ICCAS) y la Universidad de la Academia China de Ciencias (UCAS) ha desarrollado ahora un método alternativo que evita estos problemas. En lugar de agua, utilizan soluciones orgánicas apróticas para recuperar el litio de los ánodos. Las sustancias apróticas no pueden liberar iones de hidrógeno, por lo que no se forma gas de hidrógeno.

Las soluciones consisten en un hidrocarburo aromático policíclico (HAP) y un éter como disolvente. Algunos HAP pueden absorber un ion de litio cargado positivamente del ánodo de grafito junto con un electrón. En condiciones suaves, esta reacción redox es controlada y muy eficaz. Con el HAP pireno en éter dimetílico de tetraetilenglicol fue posible disolver el litio activo de los ánodos casi por completo.

Una ventaja adicional es que las soluciones de litio-PAH resultantes pueden utilizarse directamente como reactivos, por ejemplo, en la adición de litio a nuevos ánodos en el preprocesado o en la regeneración de cátodos gastados. El sistema PAH/disolvente puede variarse para optimizarlo en función del material tratado.

Sus creadores aseguran que este proceso de recuperación es eficaz y barato, reduce los riesgos de seguridad, evita los residuos y abre nuevas perspectivas para el reciclado sostenible de las baterías de iones de litio.