Reciclagem de baterias: 70% do lítio é recuperado

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/04/2023

Materiais analisados pela equipe em diversas etapas do processo.
[Imagem: Amadeus Bramsiepe, KIT]

Recuperação do lítio das baterias

Uma nova tecnologia de reciclagem de baterias conseguiu recuperar até 70% do lítio presente no resíduo das baterias recarregáveis, e sem usar químicos corrosivos.

Oleksandr Dolotko e seus colegas do Instituto Karlsruhe de Tecnologia, na Alemanha, combinaram processos mecânicos com reações químicas para criar um processo de reciclagem de baixo custo que funciona em qualquer tipo de bateria de lítio.

"O método pode ser aplicado para recuperar lítio de materiais catódicos de várias composições químicas e, portanto, para uma grande variedade de baterias de íons de lítio disponíveis comercialmente," disse Dolotko. "Ele permite uma reciclagem barata, energeticamente eficiente e compatível com o meio ambiente."

Atualmente, o processo de reciclagem das baterias envolve basicamente a recuperação do níquel, cobalto, cobre e alumínio, além do aço. A recuperação do lítio, por sua vez, o material essencial e mais caro das baterias, ainda é cara e pouco lucrativa.

Os métodos de recuperação do lítio existentes são principalmente de caráter metalúrgico e consomem muita energia ou produzem subprodutos perigosos. Foi por isso que a equipe alemã se voltou para abordagens mecanoquímicas, baseadas em processos mecânicos para induzir reações químicas, que prometem alcançar maior rendimento e sustentabilidade com um gasto menor.

Foram desenvolvidos dois processos de reciclagem das baterias, sendo o melhor deles, à direita, uma simplificação da técnica originalmente criada pela equipe.
[Imagem: Oleksandr Dolotko et al. - 10.1038/s42004-023-00844-2]

Reação à temperatura ambiente

Os pesquisadores usaram o alumínio como agente redutor na reação mecanoquímica. E, como o alumínio já está contido no eletrodo positivo da bateria, nenhuma substância adicional é necessária.

Tudo começa com a trituração da bateria velha, o que é feito em um moinho de bolas tradicional. Durante o processo, o material reage com o alumínio, formando compósitos metálicos nos quais estão presentes compostos de lítio.

Como esses compostos de lítio são solúveis em água, o lítio é recuperado acrescentando água e aquecendo a mistura, para fazer a água evaporar e deixar o metal depositado, que fica na forma Li₂CO₃.

Como a reação mecanoquímica ocorre à temperatura e pressão ambiente, o método é altamente eficiente em termos de energia. Outra vantagem é a sua simplicidade, que facilitará o uso em escala industrial.

A técnica funcionou para várias composições do cátodo, presente em diferentes tipos de baterias, incluindo LiCoO₂, LiMn₂O₄, Li(CoNiMn)O₂ e LiFePO₄.

Mais tópicos