Los científicos han desarrollado nuevas tecnologías que podrían reducir el costo de reciclar las baterías de fosfato de hierro y litio entre un 80% y un 90%.

Másbaterías de litioahora usan un metal raro y costoso llamado cobalto como parte del cátodo, pero extraer el material tiene un costo ambiental enorme, informaron medios extranjeros.Una de las alternativas más ecológicas se llamafosfato de litio, y un nuevo avance podría mejorar aún más las propiedades ecológicas del material del cátodo, que puede volver a su estado original una vez agotado, utilizando solo una fracción de la energía utilizada en los métodos actuales.

La investigación, realizada por nanoingenieros de la Universidad de California, San Diego, se centró en el reciclajebaterías de cátodohecho de fosfato de hierro y litio. Al deshacerse de metales pesados ​​como el níquel y el cobalto, este tipo de baterías puede ayudar a evitar la degradación de los paisajes y las fuentes de agua donde se extraen estos materiales, así como la exposición de los trabajadores a condiciones peligrosas.

La creciente conciencia de los problemas relacionados con el cobalto ha ayudado a transformar la industria, y muchos buscan diseños de baterías alternativos, incluidas grandes empresas como IBM y Tesla, que comenzaron a vender el Model 3 este año con baterías de fosfato de hierro y litio. Estas baterías son más seguras y duran más. y cuestan menos de producir, pero tienen la desventaja de ser costoso de reciclar una vez que se agotan.

\"No es rentable reciclarlos \", dijo Chen Zheng, profesor de nanoingeniería en la Universidad de California, San Diego. \"Es el mismo dilema que el plástico: los materiales son baratos, pero la forma de reciclarlos ellos no lo es. \"

El avance de la recuperación se centra en varios mecanismos detrás de la degradación del fósforo de hierro y litioA medida que se reciclan, este proceso genera cambios estructurales, creando espacios en el cátodo a medida que se pierden los iones de litio, y los iones de hierro y litio intercambian lugares en la estructura cristalina, lo que atrapa los iones de litio y evita que circulen en la batería.

El equipo tomó los disponibles comercialmentelitioLuego, desarmaron las baterías y empaparon el polvo resultante en una solución de litio y ácido cítrico, luego lo lavaron, lo secaron y lo calentaron a aproximadamente 60 a 80 grados Celsius. Luego, el polvo se convirtió en nuevos cátodos y se probó en baterías de botón y bolsa, y el equipo descubrió que su rendimiento se restableció a su estado original.

Esto se debe a que la tecnología de reciclaje no solo repone ellitio de la bateríareserva de iones, pero también permite que los iones de litio y hierro vuelvan a sus posiciones originales en la estructura del cátodo, debido a la adición de ácido cítrico, que proporciona electrones al ión de hierro, reduciendo la carga positiva que normalmente repelería el ión de hierro. de moverse a su posición original El resultado de todo esto es que ellitioLos iones pueden liberarse y reciclarse nuevamente en la batería.

Según la investigación del equipo, su tecnología utiliza entre un 80 y un 90 por ciento menos de energía y emite aproximadamente un 75 por ciento menos de gases de efecto invernadero que los métodos actuales para recuperarbaterías de fosfato de iones de litioSi bien este es un buen comienzo, el equipo dice que se necesita más investigación para determinar la huella ambiental general de recolectar y transportar grandes cantidades de estas baterías.

\"Descubrir cómo optimizar estos procesos es el próximo desafío \", dijo Zheng. \"Esto acercará el proceso de reciclaje a la adopción de la industria \".

El estudio fuepublicado en la revista Joule.