Las tecnologías de reciclaje para las baterías de iones de litio LIB al final de su vida útil no están al día con el rápido aumento de los vehículos eléctricos, almacenando un problema de gestión de residuos potencialmente enorme para el futuro, según un nuevo estudio.
Una revisión del reciclaje de baterías de iones de litio dirigida por la Universidad de Birmingham sugiere que, si bien los vehículos eléctricos EV ofrecen una solución para reducir la contaminación, los gobiernos y la industria deben actuar ahora para desarrollar una infraestructura de reciclaje robusta para satisfacer las necesidades futuras de reciclaje.
El estudio, realizado en colaboración con investigadores de las universidades de Newcastle y Leicester, se publica hoy en la edición del 150 aniversario de Naturaleza .
El Dr. Gavin Harper, investigador investigador de Faraday de la Universidad de Birmingham, es autor principal del artículo. Dijo: "El desafío del reciclaje no es sencillo: existe una enorme variedad en la química, formas y diseños de las baterías de iones de litio utilizadas enEV. Las células individuales se forman en módulos, que luego se ensamblan en paquetes de baterías. Para reciclarlos de manera eficiente, se deben desmontar y separar las corrientes de desechos resultantes. Además de litio, estas baterías contienen una cantidad de otros metales valiosos, comocobalto, níquel y manganeso, y existe el potencial de mejorar los procesos que actualmente se utilizan para recuperarlos para su reutilización ".
El problema de los desechos LIB ya es significativo y está previsto que crezca a medida que aumenta la demanda de vehículos eléctricos. Sobre la base de 1 millón de autos eléctricos vendidos en 2017, los investigadores calcularon que se generarán 250,000 toneladas o medio millón de metros cúbicos de desechos de paquetes sin procesar cuandoestos vehículos llegan al final de sus vidas.
También existe una enorme oportunidad para el Reino Unido. El análisis realizado por la Institución Faraday, el instituto independiente del Reino Unido para la investigación de almacenamiento de energía electroquímica, señala la necesidad de ocho gigafactorías en el Reino Unido para 2040 para atender la demanda de LIB.El Reino Unido necesitará desarrollar fuentes de suministro para los materiales críticos necesarios para estas baterías y el material reciclado podría desempeñar un papel importante.
El profesor Andrew Abbott, de la Universidad de Leicester y coautor del artículo, dijo: "La electrificación de solo el 2 por ciento de la flota mundial actual de automóviles representaría una línea de automóviles que podría estirarse alrededor de la circunferencia de la Tierra -- unos 140 millones de vehículos. El vertedero claramente no es una opción para esta cantidad de desechos. Encontrar formas de reciclar las baterías EV no solo evitará una gran carga en el vertedero, sino que también nos ayudará a asegurar el suministro de materiales críticos, como el cobalto ylitio, que seguramente tiene la clave para una industria automotriz sostenible ".
El estudio identifica una serie de desafíos clave que los ingenieros y los encargados de formular políticas deberán abordar, incluidos :
- Identificación de aplicaciones de segundo uso para baterías al final de su vida útil
- Desarrollo de métodos rápidos de reparación y reciclaje, particularmente dado que el almacenamiento a gran escala de baterías eléctricas es potencialmente inseguro
- Mejora del diagnóstico de baterías, paquetes de baterías y celdas de batería, de modo que el estado de salud de las baterías se puede evaluar con precisión antes de su reutilización
- Optimizando los diseños de batería para reciclar para permitir el desmontaje automático de la batería, más seguro que las técnicas actuales de manipulación manual
- Diseñar nuevos procesos de estabilización que permitan abrir y separar las baterías al final de su vida útil, y desarrollar técnicas o procesos para garantizar que los componentes no se contaminen durante el reciclaje.
"Estas baterías contienen enormes cantidades de energía y, por el momento, todavía no estamos relativamente preparados sobre cómo lidiar con ellas cuando llegan al final de su vida", explica el coautor Profesor Paul Christensen, de la Universidad de Newcastle, quien también estátrabajando con varios Servicios de Bomberos y Rescate del Reino Unido en el desarrollo de protocolos para lidiar con incendios de baterías de iones de litio.
"Una de las áreas de investigación para este proyecto es analizar la automatización y cómo podemos desmantelar de manera segura y eficiente las baterías gastadas y recuperar los materiales valiosos como el litio y el cobalto. Pero también hay un problema de seguridad pública que debe abordarse en segundo lugar-life EV está cada vez más disponible. Lo que necesitamos es una mirada urgente a todo el ciclo de vida de la batería, desde extraer los materiales del suelo hasta desecharlos nuevamente al final ".
Paul Anderson, codirector del Centro de Birmingham para Elementos Estratégicos y Materiales Críticos, agrega: "Cumplir estos desafíos requerirá una gran cantidad de ambición, así como un enfoque coherente para la formulación de políticas. Esto es esencial si queremoscrear soluciones dentro del proceso de diseño que nos permitirán hacer una transición suave y sostenible a los vehículos eléctricos ".
Muchas de las ideas sugeridas para la recuperación de materiales de alto valor serán probadas por el proyecto de inicio rápido ReLiB de la Institución Faraday financiado por la Institución Faraday y por el Centro ReCell, en el Laboratorio Nacional de Argonne, financiado por el Departamento de Energía de los EE. UU.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Birmingham . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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