El crecimiento del mercado de los vehículos eléctricos y de los sistemas de almacenamiento de energía ha disparado la demanda de baterías de iones de litio y, con ella, la necesidad de asegurar el suministro de minerales críticos como el níquel y el cobalto. La disponibilidad limitada de estos materiales, además de encarecer los coches eléctricos, ha hecho que el reciclaje se convierta en una prioridad a medio plazo, pero un equipo de investigadores de la Universidad de Cornell tiene un enfoque diferente para esta tarea: una tecnología que permite regenerar directamente las baterías.
El nuevo método, cuyos resultados se publicaron el 9 de junio en la revista Energy and Environmental Science, permite recuperar hasta el 95 % de la capacidad original de las baterías sin necesidad de destruir sus componentes principales. Además, según las estimaciones del equipo, el procedimiento podría abaratar en un 56 % el coste de fabricar nuevas celdas a partir de baterías recicladas y disminuir tanto las emisiones contaminantes como el consumo de agua respecto a las tecnologías de reciclaje convencionales.
Como explica Vibha Kalra, profesora de Ingeniería Química en la Universidad de Cornell y directora del estudio, “cuando aparecieron estas baterías de iones de litio, nadie estaba pensando que estos minerales son limitados en la corteza terrestre y que no se pueden producir para siempre. En los últimos años, la gente se está dando cuenta de que no se pueden seguir fabricando baterías indefinidamente, porque no hay suficiente material. Y, evidentemente, existen muchas vulnerabilidades geopolíticas, porque Estados Unidos, en particular, no dispone de muchas reservas”.
Frente a este escenario, los investigadores proponen cambiar la forma en la que se entiende el reciclaje de las baterías. Actualmente, la mayor parte de los procesos industriales consiste en fundirlas a temperaturas muy elevadas o triturarlas para recuperar posteriormente los metales mediante tratamientos químicos. Aunque estos sistemas permiten extraer materiales valiosos, implican un elevado consumo energético, el uso de productos químicos agresivos y la necesidad de fabricar de nuevo todos los componentes de la batería, lo que prolonga el tiempo y el coste necesarios para reincorporar esos materiales a la cadena de producción.
La tecnología desarrollada por el equipo de Cornell apuesta por una estrategia completamente distinta. Denominada DEER (Direct Electrode-to-Electrode Regeneration), se basa en extraer los electrodos de la batería manteniéndolos intactos y someterlos a un tratamiento con una solución electroquímica capaz de eliminar la capa aislante que se forma durante el uso y que reduce progresivamente su rendimiento. Al conservar los electrodos y restaurar directamente sus propiedades, se evita gran parte del proceso de vuelta a fabricarlos.
Kalra resume así el funcionamiento de la técnica: “Los reparamos tal como están, sin triturarlos ni convertirlos en polvo, y después los volvemos a incorporar a una batería nueva. La disolución es, básicamente, lo que ayuda a la batería a recuperar su capacidad. Demuestra una recuperación del 95 %. De este modo, estamos acortando enormemente el bucle de circularidad”.
Tras los resultados iniciales, los siguientes pasos del proyecto consistirán en validar esta tecnología en baterías industriales y ampliar su aplicación a otros tipos de deterioro. En la actualidad, los ensayos se realizan con baterías cuyo estado de salud se sitúa entre el 70 % y el 80 %, un nivel habitual cuando dejan de utilizarse en vehículos eléctricos. Kalra cree que “podemos ampliar ese margen si conseguimos abordar algunos de estos otros mecanismos de degradación”.
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Adiós a triturar las baterías: así funciona el sistema que las regenera y recupera hasta el 95 % de su rendimiento
