Evaluación de estrategias de economía circular para la gestión y reciclaje de baterías

Las baterías se están convirtiendo en dispositivos de almacenamiento de energía clave para promover la transición hacia un sistema energético y un transporte más sostenibles y respetuosos con el medio ambiente gracias a la mejora de sus prestaciones, la disminución de su precio, así como de su peso y volumen por unidad de energía almacenada y al desarrollo de nuevas aplicaciones en diversos campos.

Sin embargo, la sostenibilidad de las propias baterías está en entredicho por la complejidad y elevado coste de su reciclaje, lo que puede limitar su volumen de producción y su aplicación en determinados campos. En estos momentos en que se están proyectando grandes factorías de baterías para vehículos eléctricos ya se está planteando el problema de los residuos que generarán estas baterías al final de su vida útil.Todos los procesos de reciclaje actuales se basan en triturar las baterías y a continuación ir extrayendo de forma selectiva sus componentes en sucesivas etapas de separación por métodos pirometalúrgicos o hidrometalúrgicos. En el caso de las baterías de ion-Litio estos procesos sólo resultan rentables cuando la batería contiene una cantidad suficiente de metales valiosos, sobre todo cobalto y, en menor medida, níquel.

IMDEA Energía trabaja en la evaluación de estrategias de economía circular para la gestión de baterías de tracción, incluyendo el análisis tecnoeconómico y de sostenibilidad de este tipo de sistemas. Las actividades basadas en Análisis de Ciclo de Vida, ACVs, de baterías combinados con un análisis prospectivo se han centrado en la modelización del fin de vida de baterías mediante:

• La utilización de modelos de inventarios de ciclo de vida de baterías de manera prospectiva para responder a la pregunta: ¿cuánto impactarán diversas opciones de fin de vida, como la reutilización o el reciclaje?

• La simulación de procesos novedosos de reciclaje de baterías para conocer su potencial de recuperación de materiales secundarios y la reducción de impacto asociada a dichos procesos.

Por otra parte, IMDEA Energía investiga sobre un nuevo concepto de electrodos semisólidos inyectables que falicitaría considerablemente el reciclado de los materiales de electrodo y la reutilización de los componentes no activos de la batería. Además, el espesor de los electrodos se adapta en función de la capacidad de área requerida y permite inyectar diferentes tipos de material de electrodo dependiendo de las necesidades. Se han realizado pruebas de concepto con varios tipos de baterías como son Zn – LiFePO4, LiTi2(PO4)3 –  LiFePO4 y Li – LiFePO4. Los resultados indican que esta estrategia puede ser especialmente interesante para baterías que utilicen materiales activos de bajo coste comparado con el coste de los materiales no activos.

La tecnología está protegida mediante el depósito de patente y puede ser de utilidad para la industria de fabricación de celdas de baterías, los fabricantes de materiales para electrodos usados en baterías Li-ion (como LFP, NMC, NCA y otros), los productores de sales de Litio o las empresas de reciclaje de baterías.