Dando nueva vida a las baterías de iones de litio muertas

Dando nueva vida a las baterías de iones de litio muertas

 

Escrito por: David J. Cruz

David es un investigador académico. La investigación actual de David explora la ciencia y la tecnología, en particular Internet y la inteligencia artificial.

 

Las baterías de iones de litio (Li-ion) se consideran una de las formas más importantes y populares de almacenamiento de energía. La tecnología de baterías de iones de litio, que se encuentra en una amplia gama de dispositivos que van desde teléfonos celulares, computadoras portátiles y periféricos de computadora hasta vehículos eléctricos (EV) y aviones, desempeña un papel importante en la alimentación del mundo moderno.

 

Sin embargo, uno de los inconvenientes es que una vez muertas y ya no pueden generar un ciclo de carga, las baterías de iones de litio son notoriamente difíciles de desechar y una gran cantidad, en miles de millones, ahora se acumulan como desechos debido a la ubicuidad de los dispositivos electrónicos portátiles y la tasa creciente de vehículos eléctricos en las carreteras hoy en día.

Ahora, un equipo de investigadores con sede en Princeton ha dado pasos hacia el desarrollo de una forma sostenible y económica de reciclar las baterías de iones de litio agotadas y fabricar otras nuevas en su lugar. Además, el equipo ha creado una empresa para llevar la tecnología innovadora a escala.

 

NuEnergy de Princeton

La empresa, establecida por Yan y sus colegas, Xiaofang Yang, Yiguang Ju, se creó para ofrecer soluciones de batería de segunda vida y tecnología de batería de iones de litio para ofrecer soluciones medioambientales y de energía sostenible avanzadas.

 Para reciclar eficientemente las baterías de iones de litio, el equipo desarrolló un proceso que convierte los materiales gastados del cátodo, o la parte valiosa de una batería de iones de litio, que contiene elementos como litio, níquel, cobalto y manganeso, en nuevos, cátodos reprocesados.

Si bien las tecnologías existentes se basan en métodos de alta temperatura, productos químicos agresivos y alto consumo de energía para descomponer las baterías en sus componentes, el equipo de Princeton NuEnergy recicla directamente los cátodos de la batería a través de un proceso de renovación y mejora de los cátodos de iones de litio.

Esto es mucho más respetuoso con el medio ambiente que otros métodos y ofrece una ruta hacia la sostenibilidad y la escalabilidad para el reciclaje de baterías de iones de litio.

(Chao Yan, cofundador y director ejecutivo de Princeton NuEnergy y asociado de investigación posdoctoral en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial)

El Método NuEnergy

 El método NuEnergy puede recuperar una buena cantidad de la estructura y los materiales del cátodo, incluidos el litio y el cobalto, al tiempo que reduce el uso de agua en un 70 % y el consumo de energía en un 80 %.

Los investigadores desarrollaron un método que aplica plasma a baja temperatura, que es un gas ionizado que demuestra propiedades reactivas extremas. Como resultado, la reactividad del plasma facilita la eliminación de contaminantes del cátodo por medio de reacciones químicas que típicamente requerirían condiciones de alta temperatura.

Este método es capaz de limpiar el cátodo sin comprometer la integridad de su estructura.

Los métodos convencionales incluyen fundición, trituración o ácidos fuertes para despojar y disolver ciertos elementos de las baterías y no dejar nada de la estructura original.

“El ácido descompone todo hasta el punto cero”, dijo Yan.

 

Próximos pasos

Ahora que los investigadores han fundado Princeton NuEnergy, los próximos pasos incluyen la ampliación de este innovador método de reciclaje de baterías de iones de litio que también podría ayudar a abordar algunos de los problemas relacionados con la importación de minerales extranjeros.

 Además de los problemas ambientales resultantes de la extracción intensiva de metales preciosos, como el cobalto, la demanda actual también significa que las prácticas laborales de explotación suelen ser el centro de la extracción de materiales para su uso en baterías de iones de litio.

 Por lo tanto, el equipo de NuEnergy se ha fijado el objetivo de producir toneladas en lugar de kilogramos de materiales de cátodo recuperados para abordar los problemas ambientales, laborales y de sostenibilidad que actualmente afectan a las baterías de iones de litio.

 Comprometidos a transferir su método y tecnología a proyectos comerciales del mundo real, el equipo tiene como objetivo aumentar la capacidad de reciclaje para cubrir las baterías de iones de litio en dispositivos electrónicos y vehículos eléctricos.

 

Original:   https://www.azocleantech.com/news.aspx?newsID=31268&utm_source=azonetwork_newsletter&utm_medium=email&utm_campaign=energy_storage_technologies_newsletter_17_january_2023