El principal motivo que ha provocado el auge de la movilidad eléctrica es cuidar el medio ambiente, reducir las emisiones provocadas por la combustión interna, y avanzar hacia una movilidad más limpia y respetuosa. Sin embargo, en los primeros años de la movilidad eléctrica, se ha producido una clara contradicción, y esta tiene que ver con lo mucho que contaminan las baterías de estos vehículos, sobre todo con todo lo relacionado con el reciclaje de estas una vez que llegan al final de su vida útil.
El reciclaje de baterías es un proceso que, históricamente, se ha entendido como el despiece, la descomposición de la celda usada hasta los elementos más básicos, para poder recuperar materias primas por separado, para entenderlo fácilmente, como desguazar un coche para poder vender sus piezas al peso. Pero esto podría cambiar ahora gracias a un equipo de la Universidad de California en San Diego, ya que ahora acaba de plantear reutilizar directamente el cátodo de una batería agotada para poder convertirlo en un material capaz de almacenar más energía que el original.
Esta idea se centra en las baterías de LFP, de litio-ferrofosfato, que son las más habituales a día de hoy en los coches eléctricos, también en almacenamiento energético. Con este proceso, se logra un nuevo cátodo, denominado LFP, el cual conserva la seguridad y la durabilidad, pero con una densidad energética mayor.
Reciclaje de las baterías LFP
El níquel y el cobalto son los materiales responsables de que las baterías LFP se hayan impuesto al mercado, y aunque son materiales caros y expuestos a una elevada volatilidad de precio, ofrecen una durabilidad y comportamiento térmico superior al resto. Pero su punto débil, lo más criticado de ellas es su densidad energética, necesitan más volumen o más masa química para un mayor almacenamiento de la electricidad, y esto, ha limitado que se expanda a modelos donde prima la fiabilidad y el precio por encima de la autonomía.
Aquí es donde entran los problemas con el reciclaje, ya que los métodos tradicionales necesitan temperaturas elevadas o tratamientos químicos elevados a la hora de recuperar los componentes por separado. Este proceso supone un elevado gasto energético, además de generar residuos, y se suma que buena parte de la estructura del cátodo se destruye.
De LFP a LMFP
La propuesta que llega desde California se ha llevado a cabo directamente con baterías LFP que ya no se usaban, y tras desmontar la estructura, se separa el recubrimiento activo del cátodo de la lámina de aluminio con agua y mediante agitación mecánica. Por un lado, se recicla el aluminio, y el resto del material se seca para después convertirse en polvo para seguir adelante con el proceso.
Al material que se ha recuperado, se le añade a continuación compuesto de litio, manganeso y fosfato, pero tocaba uno de los procesos más complicados, lograr que todos los elementos quedaran integrados de forma homogénea, y es un reto porque las estructuras cristalinas de partida no son compatibles entre sí. Para poder lograrlo, el equipo tuvo que echar mano de un compuesto intermedio que reparte el manganeso dentro del material antes del tratamiento térmico final, y el resultado final fue un cátodo LMFP, una variante de fosfato de hierro y manganeso capacitado para mantener la seguridad de la batería, al igual que la durabilidad común del LFP, y todo ello, logra aumentar la capacidad del almacenamiento energético.
Tiempo para la fabricación
Por el momento, esta nueva tecnología no ha llegado a la fabricación en masa ni a la comercialización, eso sí, las pruebas ya se han validado, tanto en celdas de laboratorio como en celdas tipo pouch, este último, un formato que es mucho más cercano al que se utiliza en aplicaciones comerciales reales, por tanto, la solidez de los resultados obtenidos es importante. Sin embargo, la tecnología aún se enfrenta a retos, sigue sin estar lista para poder devolver las baterías al mercado, tampoco para aplicarse en una línea de producción industrial de forma masiva.
Las pruebas se han validado tanto en celdas de laboratorio como en celdas tipo pouch, un formato mucho más cercano al que se utiliza en aplicaciones comerciales reales, lo que da cierta solidez a los resultados obtenidos. Con todo, la tecnología todavía no está preparada para devolver baterías completas al mercado ni para aplicarse de forma masiva en una línea de producción industrial.
Pero al final, estas nuevas investigaciones son clave por varios motivos, el primero, porque cortan de raíz los problemas de reciclaje de estas baterías, en segundo lugar, porque les da una nueva vida, y, en tercer lugar, porque además de darle una segunda vida, amplía su capacidad energética de manera contundente. El futuro de la movilidad eléctrica, depende principalmente de la evolución de las baterías, de que puedan ofrecer más autonomía, más capacidad, y menos tiempo de carga.
