Carros elétricos podem se tornar grandes aliados das metas ambientais de descarbonização. No entanto, para que eles sejam realmente sustentáveis, é necessário pensar na produção das baterias e na reciclagem quando não puderem mais ser utilizadas.
Uma nova forma de reciclagem, criado por pesquisadores do Worcester Polytechnic Institute (WPI), nos Estados Unidos, pode ajudar nessa missão. Os cientistas desenvolveram um método hidrometalúrgico que proporciona uma reciclagem limpa e em grande escala de baterias de íon-lítio.
As baterias de íon-lítio se destacam por serem a melhor opção de armazenamento de energia já desenvolvida. Elas são capazes de armazenar energia gerada por fontes renováveis, como usinas solares e eólicas.
Essas baterias oferecem a maior densidade energética entre todas as tecnologias de armazenamento e podem ser facilmente escaladas para atender às demandas de projetos, mesmo em geografias desafiadoras.
Por que a reciclagem é importante?
Atualmente, essas baterias são utilizadas desde dispositivos pequenos até carros e sistemas de armazenamento de energia em redes elétricas. Sua vida útil geralmente dura alguns anos e é influenciada por diversos fatores.
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Sua ampla utilização aumenta a demanda pela extração dos materiais que as compõem. Para produzir baterias de íon-lítio, é necessário extrair, além do seu material principal, elementos como níquel, cobalto e manganês. Essa extração causa um grande impacto ambiental. Por isso, a reciclagem dessas baterias é essencial para aumentar a sustentabilidade de seu processo produtivo.
Apesar de alguns métodos de reciclagem já serem utilizados, muitos demandam grande quantidade de energia e não recuperam os materiais com boa qualidade.
Novo método
A equipe de pesquisa de engenharia mecânica e de materiais do WPI, desenvolveu um método hidrometalúrgico que ajuda a recuperar materiais de alta qualidade de forma sustentável. Os principais pontos da pesquisa são:
- A equipe focou na recuperação de materiais catódicos mistos com baixo teor de níquel (Ni-lean).
- Foi possível recuperar 92% dos metais críticos.
- Esses materiais foram convertidos em pó catódico, que foi utilizado novamente na fabricação de baterias.
- As baterias construídas com esse pó mantiveram 88% da capacidade após 500 ciclos de carga e mais de 85% após 900 ciclos.
- O método de recuperação utilizou 8,6% menos energia do que as abordagens convencionais e reduziu as emissões de carbono em 13,9%.
Em comunicado oficial do WPI, o professor Yan Wang, que liderou a equipe, afirmou:
Este trabalho não apenas aborda os desafios ambientais do descarte de baterias, mas também ajuda a reduzir nossa dependência da mineração de materiais críticos. Mostramos que é possível criar baterias de alto desempenho a partir de materiais reciclados em escala, o que é essencial para construir uma cadeia de suprimentos de baterias mais sustentável e resiliente.
Yan Wang
Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Energy Storage Materials.
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