Se trata de un proceso que combina hidrometalurgia y electrodiálisis. Según los especialistas de la Universidad de Málaga, “los experimentos arrojaron una recuperación selectiva en el catolito de 62 % de litio y 33 % de cobalto”.
Por Roberto Andrés para Sustentartv
Un grupo de ingenieros de la
Universidad de Málaga ha propuesto “una técnica experimental innovadora que
combina extracción hidrometalúrgica con celdas electrodialíticas para la
recuperación selectiva de litio (Li) y cobalto (Co) a partir de desechos de
baterías de iones de litio”. Los experimentos se centraron en el óxido de
litio-cobalto (LiCoO2), “pero la técnica tiene el potencial de aplicarse a
diferentes tipos de desechos de cátodos de baterías gastadas”.
“A los 6 días de tratamiento se extrajo el 33 % del cobalto y el 62 % del litio”, señalan en su estudio el grupo de ingenieros. “El 16 % del cobalto y el 30 % del litio se transportaron al compartimento del catolito. Además, aproximadamente el 68 % del cobalto en el compartimento del catolito se encontró electrodepositado sobre la superficie del cátodo”, indicaron.
El estudio, titulado Recovery
of Li and Co from LiCoO2 via Hydrometallurgical–Electrodialytic Treatment y
publicado el pasado 30 de marzo en la revista Applied Sciences, del Instituto
de Publicación Digital Multidisciplinario (MDPI), estuvo a cargo de María del
Mar Cerrillo González, María Villen Guzman, Carlos Vereda Alonso, Cesar Gomez Lahoz,
José Miguel Rodríguez Maroto y Juan Manuel Paz García, del Departamento de
Ingeniería Química de la Universidad de Málaga, Estado Español.
Las baterías de iones de litio
(LIB) son hoy los dispositivos de almacenamiento y suministro de energía más
consumidos para la electrónica portátil. Por su alta densidad de energía, largo
ciclo de vida, alta eficiencia de ida y vuelta, rango de temperatura de
operación, recarga rápida y baja tasa de autodescarga, estas baterías se convierten
en la mejor opción para el desarrollo de la movilidad eléctrica y el
almacenamiento de energía de fuentes renovables.
Sin embargo, algunos de sus
componentes, como el cobalto, el fósforo y el grafito natural, están clasificados
como “materias primas críticas” (CRM) debido a su alto riesgo de suministro e
importancia económica. Debido a esto, las tecnologías de reciclaje para
cualquier residuo que contenga este tipo de componentes están en el centro de
atención de cualquier plan de desarrollo serio.
“Hoy en día, la mayoría de las
tecnologías de reciclaje de baterías se centran en la recuperación de cobalto,
ya que se considera el cuello de botella en la industria de las baterías,
dejando la recuperación de litio en un segundo plano”, asegura Villén Guzmán junto
a sus compañeros. “Sin embargo, el aumento en el mercado de LIB puede colocar al
litio en la lista de materiales críticos para 2030”.
Por otro lado, además del
riesgo de la cadena de suministro, algunos de los materiales utilizados en las baterías
de iones de litio representan una amenaza para el medioambiente, por ejemplo,
las emisiones de gas fluoruro de los incendios de baterías o la contaminación
acuosa de los metales en el cátodo. Esta amenaza ambiental también motiva el
desarrollo de iniciativas de reciclaje.
Hoy son 50 las empresas que
reciclan este tipo de baterías, la mayoría ubicadas en China, Corea del Sur, Europa y
América del Norte, y han desarrollado procesos a escala industrial aplicando técnicas
como la pirometalurgia (fundición a alta temperatura), la hidrometalurgia (lixiviación
química ácida), y la biometalurgia (actividad microbiana). La principal
limitación de estas técnicas es que el litio se pierde en la escoria y tienen
un alto consumo de energía y reactivos químicos.
Como proceso innovador, los ingenieros de Málaga propusieron un método hidrometalúrgico-electrodialítico combinado. “En la técnica combinada, la cantidad de solución de lixiviación se reduce a medida que se genera ácido mediante electrólisis. Al mismo tiempo, el uso de membranas de intercambio iónico y la posibilidad de galvanoplastia permite una separación selectiva de los metales objetivo”. La electrodiálisis se ha utilizado con éxito para remediar suelo contaminado, lodos de aguas residuales y sedimentos de puertos.
