Hay quienes todavía piensan que las baterías de los coches eléctricos no pueden reciclarse y aunque es complejo, en los últimos años se ha avanzado mucho en el reciclaje de baterías, aunque quizá no tanto como se debería.
Las baterías de iones de litio o las nuevas baterías que están llegando al mercado se utilizan en diversos sectores que van desde la electrónica de consumo al almacenamiento estacionario, pasando por la movilidad eléctrica de todo tipo.
A medida que nos electrificamos y nos vamos haciendo más inalámbricos y menos dependientes de los combustibles fósiles, nuestras necesidades de almacenamiento de energía aumentan exponencialmente y por eso el consumo y la demanda de baterías aumenta. Aunque este aumento en la demanda hace que los precios de las baterías caigan y aparezcan alternativas más duraderas, económicas y con mayor densidad energética, también, un mayor número de baterías en el mercado nos hace necesitar de una mayor capacidad de reciclaje -ya os adelanto que en Europa es bastante reducida-.
La gestión de los residuos a lo largo de todo el ciclo de vida de un producto cada vez está más vigilada y en el caso de las baterías de los coches eléctricos, no iba a ser menos.
Las baterías pueden reciclarse para recuperar los valiosos metales que contienen, como níquel, cobalto y litio. Dependiendo de la técnica de reciclado empleada, los productos de estos procesos pueden necesitar un refinado o procesado posterior para permitir su reintroducción en la fabricación de nuevas baterías.
Todo esto está muy bien, pero ¿sabías que hay varias formas de reciclar baterías?. Tenemos el método mecánico, el hidrometalúrgico y el pirometalúrgico. ¡Vamos a hablar de cada uno de ellos!.
El reciclaje de baterías mecánico
El reciclaje de baterías mecánico es probablemente una de las técnicas más simples que hay en la actualidad. Usado por muchas de las empresas de reciclaje del mundo, este sistema además es uno de los primeros pasos en el proceso.
Para empezar, se requiere de una mano de obra altamente cualificada capaz de desmontar los gigantescos paquetes de baterías de los coches eléctricos. Esta fase es manual y bastante lenta debido a los diferentes diseños de baterías que hay en el mercado.
Una vez desmontada la batería se procede al triturado masivo de los componentes. Tras el triturado, todo se muele y se aplasta repetidas veces.
Con este paso se obtienen los materiales de alto valor por separado pero en una masa. A menudo, se utiliza el tamizado para separar los fragmentos más grandes de los colectores de corriente, las carcasas y los separadores de los materiales de los electrodos, que están formados por polvos muy finos.
Esto produce una masa negra, que requiere un refinado posterior mediante procesamiento hidrometalúrgico o pirometalúrgico para producir sales metálicas aptas para futuras baterías.
Para que te hagas una idea, en la actualidad, la mayoría de los operadores de reciclaje de Europa y Norteamérica sólo tienen capacidad de reciclado mecánico.
Esto no solo quiere decir que no tengamos capacidad de producir materiales aptos para la fabricación de nuevas baterías sino que además deberemos de transportar esta peligrosa y contaminante masa negra a otros puntos geográficos, normalmente ubicados en Asia-Pacífico y donde sí tienen estas capacidades.
El reciclaje de baterías pirometalúrgico
Como su propio nombre indica, la pirometalurgia hace uso del calor aplicado a las baterías -mejor dicho a la masa negra resultante del triturado- para extraer materiales a gran velocidad.
Este sistema hace uso de un horno de arco eléctrico o de cuba y apenas necesita pretratamiento. Independientemente de la química de la batería, este método puede aplicarse a las baterías NiMH, Ni-Cd y Li-ion y produce una aleación metálica mixta, así como un flujo de escoria, que contiene litio, manganeso y aluminio.
A pesar de que este proceso es rápido y eficaz, se requiere mucha energía, unas instalaciones muy caras y preparadas y una depuración de gases contaminantes de última generación.
Tal y como os contaba, el proceso produce una aleación mixta y una escoria que aún precisaría un procesamiento posterior hidrometalúrgico bastante caro.
El reciclaje de baterías hidrometalúrgico
El reciclaje de baterías hidrometalúrgico puede utilizarse para reciclar directamente la masa negra resultante del reciclaje de baterías mecánico o para refinar aleaciones mixtas producidas a partir de la pirometalurgia. En este proceso de forman sales metálicas aptas para baterías.
Estas sales pueden reintroducirse en la fabricación de nuevos precursores de cátodos y son, por tanto, de mayor valor que la masa negra producida a partir del reciclado mecánico.
En el reciclado hidrometalúrgico, la lixiviación, la extracción con disolventes o los pasos de precipitación pueden emplearse para extraer selectivamente metales como el níquel y el cobalto de la masa negra producida por el reciclado mecánico en forma de sales aptas para baterías.
Las principales ventajas del reciclado hidrometalúrgico son que se pueden recuperar más metales valiosos y que requiere menos energía que el reciclado pirometalúrgico.
A pesar de que puedan parecer todo ventajas, el coste de los reactivos y disolventes usados y el elevado consumo de agua plantean algunos inconvenientes -y eso que el agua que se usa en este proceso se depura varias veces antes de ser amortizada-.
En la actualidad, la mayor parte de la capacidad de reciclaje hidrometalúrgico se encuentra en la región de Asia-Pacífico, con empresas clave como SungEel HiTech, Exigo Recycling y ACE Green Recycling.
En Europa y EE.UU. se está introduciendo el procesamiento hidrometalúrgico y las escasas plantas de reciclaje actuales están ampliando su capacidad.
Fortum ha iniciado recientemente las operaciones comerciales de su planta hidrometalúrgica de Harjavalta (Finlandia). Se trata de la primera instalación de reciclado hidrometalúrgico a escala comercial de Europa. En Estados Unidos, tiene previsto establecer también su propia planta hidrometalúrgica a escala comercial.
¿Existen actualmente otras técnicas de reciclaje de baterías?
Sí, además de estos tres procesos y de la reutilización de las baterías de coches eléctricos para otros usos como el almacenamiento de energía doméstico o industrial, hay procesos más avanzados aunque no tan extendidos.
El reciclado directo es una técnica que implica pasos mecánicos de preprocesamiento y separación de componentes, seguidos de la reactivación del material de la batería para recuperar la capacidad perdida durante los ciclos, pero sin romper la estructura cristalina del material del cátodo.
Actualmente esta técnica es bastante prometedora pero requiere de mucha mano de obra y actualmente está en fase de investigación a escala laboratorio.
Fuente | IDTechEx
