Investigadores del Instituto Politécnico de Worcester y del Laboratorio Nacional Argonne de Estados Unidos han propuesto conjuntamente un nuevo proceso de reciclaje de baterías que puede convertir residuos de baterías de bajo valor en materiales catódicos de próxima generación con mayor densidad energética y mayor estabilidad cíclica. El artículo relacionado se publicó recientemente en la revista Chemical Recycling.
Con la creciente demanda de vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía, las baterías de fosfato de hierro y litio se han utilizado ampliamente por sus ventajas en seguridad y coste. Sin embargo, los métodos de reciclaje tradicionales normalmente solo extraen sales de litio y hierro de bajo valor, lo que supone un escaso incentivo económico para el reciclaje. Para abordar este problema, el equipo de investigación diseñó un esquema de "reciclaje mejorado asistido por lixiviación". Este proceso permite conservar la morfología original de las partículas del material de la batería en condiciones de presión atmosférica y convierte los materiales catódicos usados mezclados —incluidos el fosfato de hierro y litio y el óxido de litio y manganeso— en fosfato de litio, manganeso y hierro de alto valor, logrando una tasa de reutilización de elementos superior al 95%. Al evitar la síntesis hidrotermal de alta presión y ser compatible con las instalaciones hidrometalúrgicas existentes, esta vía técnica crea condiciones favorables para su promoción a gran escala.
El material catódico de fosfato de litio, manganeso y hierro obtenido no solo presenta una mayor densidad energética, sino también una excelente estabilidad cíclica. En comparación con los esquemas de reciclaje tradicionales, el nuevo proceso reduce el consumo de materias primas, el uso de energía y las emisiones de aguas residuales. El equipo afirma que este trabajo marca un cambio de mentalidad: de simplemente recuperar materias primas a transformar los residuos en productos de próxima generación de mayor valor. El análisis tecnoeconómico indica asimismo que el nuevo proceso posee una rentabilidad positiva en diversos escenarios, lo que podría convertir las instalaciones de reciclaje en nodos de creación de valor dentro de la cadena de suministro circular de baterías.
Los investigadores también señalan que aún quedan varios desafíos por superar para su implementación a gran escala. La composición de las baterías industriales usadas varía considerablemente, por lo que el trabajo futuro deberá avanzar en la gestión de impurezas, las demostraciones piloto y el fomento de la colaboración entre recicladores, fabricantes y responsables políticos.