El Instituto Tecnológico de Worcester (WPI) ha logrado un importante avance en el campo de la tecnología de energía sostenible. El profesor William B. Smith del Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales, Yan Wang (Wang Yan), lideró un equipo que desarrolló un nuevo método de reciclaje de baterías de iones de litio escalable, promoviendo la industria del reciclaje de baterías de manera eficiente y ecológica, y dando un paso clave hacia el progreso en la tecnología de energía sostenible.

Los resultados de la investigación del equipo se publicaron en la revista Energy Storage Materials bajo el título "Actualización de cátodos pobres en níquel de desechos mixtos a cátodos policristalinos ricos en níquel". El artículo detalla un método innovador de actualización por metalurgia húmeda, que muestra ventajas significativas sobre los métodos de reciclaje tradicionales tanto en términos ambientales como de rendimiento.

Actualmente, los materiales de cátodo mixtos pobres en níquel (Ni-lean) comunes en las baterías de iones de litio desechadas tienen un efecto pobre en los métodos de reciclaje tradicionales, que a menudo dependen de procesos intensivos en energía y producen valor bajo. El nuevo proceso del equipo de la profesora Wang está específicamente dirigido a estos materiales, logrando un avance clave.

El nuevo proceso es altamente efectivo, recuperando más del 92% de metales clave como níquel, cobalto y manganeso, y convirtiéndolos en polvo de cátodo de alto rendimiento. Las pruebas muestran que las baterías fabricadas con estos materiales reciclados tienen un rendimiento comparable al de las baterías con materiales originales. En pruebas de baterías de pouch a escala comercial, después de 500 ciclos de carga, la batería retiene el 88% de capacidad; después de 900 ciclos, la tasa de retención de capacidad aún supera el 85%.

En términos de protección ambiental y ahorro de energía, el nuevo proceso también destaca. Comparado con los métodos tradicionales de metalurgia húmeda, el consumo de energía se reduce en un 8,6%, y las emisiones de carbono se reducen significativamente: un 13,9% menos que el reciclaje tradicional, ligeramente superior al reciclaje de actualización directa.

La profesora Wang declaró: "Este trabajo es de gran significado, no solo resuelve efectivamente los desafíos ambientales de los desechos de baterías, sino que también ayuda a reducir nuestra dependencia de la minería de materiales clave. Hemos demostrado con éxito que la producción a gran escala de baterías de alto rendimiento utilizando materiales reciclados es factible, lo que es crucial para construir una cadena de suministro de baterías más sostenible y resiliente".

Actualmente, la cantidad de baterías desechadas continúa creciendo, y la demanda global de materiales clave para vehículos eléctricos y otras tecnologías de energías limpias también está aumentando rápidamente, dos desafíos urgentes que necesitan solución. Este resultado innovador del Instituto Tecnológico de Worcester aborda directamente estos dos problemas. Con la creciente atención de la industria y los formuladores de políticas a las soluciones sostenibles, este avance tiene el potencial de desempeñar un rol clave en la construcción de una economía de baterías más circular y consciente del clima, impulsando toda la industria hacia una dirección más verde y sostenible.