Um assunto incómodo sobre a sustentabilidade dos carros elétricos é o fim de vida das baterias. Isto porque, se não houver forma de resolver o problema, os elétricos, em vez de ajudar o meio ambiente, acabam por trazer um problema ainda mais grave. Contudo, uma equipa de cientistas desenvolveu um novo método para recuperar metais de baterias de veículos elétricos em fim de vida.
A caminho de um elétrico mais reciclável
A dúvida que muitos colocam é se os veículos elétricos (VE) são ou não mais amigos do ambiente do que os térmicos. Um dos problemas apontados aos VE é a bateria que, depois de “morrer”, poderá ser um problema grave ambiental. Para tentar ajudar na resolução do problema, foi desenvolvida uma nova fórmula para uma reciclagem eficiente e sustentável das baterias.
Os investigadores da Universidade de Tecnologia de Chalmers (Suécia) apresentaram um método novo e eficaz para reciclar metais de baterias de automóveis elétricos usadas.
O método permite recuperar 100% do alumínio e 98% do lítio das baterias de automóveis elétricos. Ao mesmo tempo, minimiza-se a perda de matérias-primas valiosas, como o níquel, o cobalto e o manganês. O processo não requer produtos químicos caros ou nocivos, porque os investigadores utilizam o ácido oxálico, um ácido orgânico encontrado no reino vegetal.
Até agora, ninguém tinha conseguido encontrar as condições exatas para separar tanto lítio com ácido oxálico e, ao mesmo tempo, remover todo o alumínio. Como todas as baterias contêm alumínio, temos de o conseguir remover sem perder os outros metais.
Disse Léa Rouquette, estudante de doutoramento no Departamento de Química e Engenharia Química da Chalmers.
No laboratório de reciclagem de baterias da Chalmers, Rouquette e a investigadora Martina Petranikova demonstram como funciona o novo método.
Na sua mesa de trabalho encontram-se células de baterias de automóveis gastas e, na hotte de fumos, o seu conteúdo pulverizado. Trata-se de um pó preto finamente moído que é dissolvido num líquido transparente, o ácido oxálico.
Rouquette produz tanto o pó como o líquido numa coisa que faz lembrar uma misturadora de cozinha. Embora pareça tão fácil como fazer café, o procedimento exato é uma descoberta científica única e recentemente publicada. Ajustando a temperatura, a concentração e o tempo, os investigadores chegaram a uma nova receita notável para utilizar o ácido oxálico, um ingrediente amigo do ambiente que pode ser encontrado em plantas como o ruibarbo e os espinafres.
Um dos maiores estrangulamentos nos processos atuais é a remoção de materiais residuais como o alumínio. Este é um método inovador que pode oferecer novas alternativas à indústria da reciclagem e ajudar a resolver problemas que impedem o desenvolvimento.
Explicou Martina Petranikova, investigadora no Departamento de Química e Engenharia Química da Chalmers.
Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma. E nas baterias?
O método de reciclagem à base de água é designado por hidrometalurgia. Na hidrometalurgia tradicional, todos os metais de uma pilha usada nos VE são dissolvidos num ácido inorgânico.
As “impurezas”, como o alumínio e o cobre, são depois removidas. Por fim, os metais valiosos, como o cobalto, o níquel, o manganês e o lítio, são recuperados separadamente.
Embora a quantidade de alumínio e cobre residuais seja pequena, são necessárias várias etapas de purificação e cada etapa deste processo pode causar perdas de lítio. Com o novo método, os investigadores invertem a ordem e recuperam primeiro o lítio e o alumínio. Desta forma, podem reduzir o desperdício de metais valiosos necessários para fabricar novas baterias.
A última parte do processo, em que a mistura negra é filtrada, também faz lembrar a preparação do café. Enquanto o alumínio e o lítio acabam no líquido, os outros metais permanecem nos “sólidos”. A etapa seguinte do processo consiste em separar o alumínio e o lítio.
O grupo de investigação de Petranikova tem estado na vanguarda da investigação sobre a reciclagem de metais de baterias de iões de lítio há muitos anos.
O grupo está envolvido em várias colaborações com empresas para desenvolver a reciclagem de baterias de automóveis elétricos e é parceiro em grandes projetos de investigação e desenvolvimento, como o projeto Nybat da Volvo e Northvolt.