¿Y si las baterías de litio recicladas fuesen aún mejores que las nuevas?

coches de batería elétrica en plena recarga

Dentro de 20 años, en España no se venderán coches nuevos de gasolina o de gasoil. Solo se matricularán vehículos limpios sin emisiones, impulsados por baterías. Pero ¿es la movilidad eléctrica realmente limpia?

El veto a los motores de combustión recogido en la reciente ley de cambio climático y transición energética española y reflejado también en la legislación europea encaja en el plan para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero a casi cero a mitad de siglo e intentar evitar los peores efectos del calentamiento global. Sin embargo, la transición energética no está libre de sus propios impactos.

La movilidad eléctrica depende en gran medida de la extracción de minerales escasos, cuya minería consume también grandes cantidades de energía. Poder reciclar las baterías, el corazón de los vehículos eléctricos, de forma efectiva y económica es fundamental para lograr que la transición sea realmente sostenible. Ahora, un estudio de Worcester Polytechnic Institute y de la US Advanced Battery Consortium (USABC) ha concluido que no solo es que sea posible, sino que el uso de cátodos reciclados mejora el desempeño de las baterías que emplean solo materiales nuevos.

El impacto social y medioambiental de las baterías

reciclaje del litio de las baterías

El salar de Atacama es la mayor reserva de sal de Chile. Y uno de los grandes yacimientos de litio del planeta. Junto con Bolivia y Argentina, el país andino atesora alrededor de la mitad de las reservas de este preciado elemento químico. Pero el Atacama tiene espacio todavía para un récord más: es considerado el desierto más seco del mundo. En las pocas zonas donde hay agua, como en el salar, está también el litio.

El 65 % del consumo de agua dulce en el salar de Atacama está relacionado directamente con la minería, de acuerdo con el estudio ‘The Environmental Impact of Lithium Batteries’ del Institute for Energy Research. Al fin y al cabo, extraer una tonelada de litio puede consumir más de 1,5 millones de litros de agua. Además, la minería de litio comporta el uso de diferentes químicos que, si no son manejados con precaución, pueden acabar contaminando acuíferos y ecosistemas.

Por otro lado, tal como señalan desde ‘Nature’, la minería también puede conllevar prácticas que no son sostenibles desde el punto de vista social. En algunos lugares, los mineros trabajan en condiciones de escasa seguridad durante jornadas maratonianas y por salarios muy bajos. Y en algunos casos, como denuncia Amnistía Internacional, el trabajo es llevado a cabo por niños en condiciones de esclavitud.

En 2020, el número de coches eléctricos en circulación en el mundo alcanzó los 10 millones, según la Agencia Internacional de la Energía. Dentro de 10 años, Deloitte estima que se venderán 30 millones de nuevas unidades cada año. En 2040, según Bloomberg, dos tercios de los coches vendidos en todo el mundo serán eléctricos. La pregunta que flota en el futuro de la movilidad eléctrica es clara: ¿de dónde vamos a sacar tanto litio?

El reciclaje del litio

Las baterías de los vehículos eléctricos no funcionan de forma muy diferentes a las de nuestros smartphones. Tienen un ánodo (el polo negativo) y un cátodo (positivo) compuestos por diferentes elementos químicos mezclados con el litio. Cuando cerramos el circuito (encendiendo el dispositivo), los electrones y los iones de este metal se mueven del negativo al positivo generando una corriente que alimenta el coche. Durante este proceso, la batería se descarga.

Para recargarla, el proceso es similar, pero a la inversa. Los electrones y los iones de litio recorren el mismo camino en sentido inverso y se van almacenando en el ánodo, donde se van acomodando hasta que la batería está llena y lista para volver a descargarse. Este proceso no es perfecto y, a medida que se van completando los ciclos de carga y descarga, el cátodo va perdiendo capacidad hasta que la batería deja de ser útil.

La degradación del cátodo es una de las causas más habituales del fin de la vida de las baterías, tras la cual la mayoría acaban en el vertedero. Es difícil saber con exactitud cuántas se reciclan hoy en día, pero, según algunas estimaciones, la cifra no supera el 5 %. La tecnología está disponible, pero existe, sobre todo, un problema de demanda. La industria desconfía de las baterías con materiales reciclados porque, hasta ahora, sus capacidades no lograban igualar las de las nuevas.

Reciclado mejor que nuevo

pilas desgastadas listas para ser recicladas

El estudio del Worcester Polytechnic Institute y el US Advanced Battery Consortium (USABC) con el que abríamos este artículo puede traer buenas noticias para convencer a la industria. En colaboración con la compañía de baterías A123 Systems, los investigadores analizaron un nuevo método de reciclaje para los cátodos NMC111, uno de los tipos más habituales en los coches eléctricos, formado por litio, níquel, manganeso y cobalto.

Con la técnica de reciclaje utilizada, los investigadores fabricaron baterías que funcionaron de forma idéntica a las nuevas en todas las pruebas industriales a las que se sometieron. Solo hubo una diferencia: las recicladas tenían una vida útil un 53 % más larga que las nuevas. Tras analizar los materiales bajo el microscopio, los investigadores descubrieron que las partículas eran similares en ambos tipos de batería, pero que sus estructuras eran diferentes. Las recicladas eran más porosas y más resistentes.

No es la primera vez que se producen avances y descubrimientos similares. Sin embargo, esta vez las pruebas se hicieron a nivel industrial y Battery Resources, una startup surgida del entorno del Worcester Polytechnic Institute, ya está vendiendo el material reciclado. Además, está construyendo una planta de reciclado a gran escala que será capaz, cuando abra sus puertas el año que viene, de procesar 10 000 toneladas de baterías al año.

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Imágenes | Unsplash/Andrew Roberts, Michael Fousert, Roberto Sorin

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