Um Novo Método Eletroquímico pode Tornar a Reciclagem de Lítio de Baterias de veículos Elétricos mais Barata
O laboratório de pesquisa do professor de química Kyoung-Shin Choi desenvolveu um método eletroquímico para reciclar lítio que está chamando a atenção dos fabricantes de veículos elétricos. Créditos da imagem: Jeff Miller / Universidade de Wisconsin-Madison
Com o aumento do número de veículos elétricos, órgãos reguladores e montadoras buscam soluções para lidar com os milhões de baterias de veículos elétricos usadas. Mesmo após o uso, essas baterias ainda contêm lítio valioso; reciclá-lo é viável, mas exige um método econômico.
Uma equipe de químicos da Universidade de Wisconsin-Madison acredita ter encontrado uma solução e já está solicitando patentes e interagindo com montadoras em todo o mundo.
Equipe da Universidade de Wisconsin-Madison é Pioneira na Recuperação de Lítio de Baterias LFP
O projeto é liderado por Kyoung-Shin Choi, professora de química da Universidade de Wisconsin-Madison com experiência no desenvolvimento de processos eletroquímicos. Choi e sua equipe desenvolveram uma prova de conceito que usa eletroquímica para extrair lítio de baterias de fosfato de ferro-lítio (LFP) usadas, amplamente utilizadas por grandes fabricantes de veículos elétricos, como a Tesla e a chinesa BYD.
Baterias LFP têm menor densidade energética que as de níquel, manganês ou cobalto, mas são mais baratas e seguras. No entanto, o ferro e o fosfato têm menos valor do que o níquel ou o cobalto, o que torna as baterias LFP menos atraentes para reciclagem.
“Atualmente, não existe uma maneira econômica de recuperar lítio de baterias LFP usadas, apesar da mudança do mercado em direção a elas”, afirma Choi, que também destacou que a extração de lítio de minas e depósitos de salmoura tem desvantagens ambientais significativas, mesmo sendo mais econômica do que a reciclagem.
“Esses recursos naturais de lítio também são limitados”, explica Choi. “É preciso uma abordagem inovadora que viabilize financeiramente a recuperação de lítio de baterias LFP usadas para sustentar um mercado circular e competitivo.”
Uma placa de fosfato de lítio recuperada de um experimento eletroquímico realizado no laboratório de pesquisa de Choi. Créditos da imagem: Jeff Miller / Universidade de Wisconsin-Madison
A questão tornou-se ainda mais urgente para as montadoras globais, já que a União Europeia introduziu novas regulamentações para reduzir o impacto ambiental das baterias. A partir de 2031, todas as novas baterias de veículos elétricos vendidas na UE precisarão conter uma porcentagem mínima de lítio reciclado.
Choi Destaca as Desvantagens dos Métodos Atuais de Extração de Lítio
De acordo com Choi, as técnicas existentes para extrair lítio de baterias usadas dependem de processos térmicos que consomem muita energia ou de uma sequência complexa de etapas que exigem grandes quantidades de produtos químicos e produzem resíduos consideráveis.
Ela explica: “Ambos os métodos não são economicamente viáveis para extrair lítio de baterias LFP usadas.”
Para resolver o problema, Choi desenvolveu um processo eletroquímico em duas etapas que dispensa condições especializadas e reduz o uso e desperdício de químicos. Na primeira etapa, o eletrodo seletivo extrai os íons de lítio das baterias LFP usadas e os captura. Na segunda etapa, o eletrodo libera os íons de lítio capturados em uma solução separada, permitindo recuperá-los como produtos químicos de lítio de alta pureza.
Choi e sua equipe comprovaram a viabilidade do método com uma bateria LFP comercial e massa negra de baterias LFP recicladas em escala industrial. Recentemente, eles descreveram o processo na ACS Energy Letters e obtiveram uma patente pela Wisconsin Alumni Research Foundation.
O trabalho de Choi já atrai o interesse de empresas de baterias e montadoras em busca de soluções para fortalecer a cadeia de suprimentos e explorar a abordagem eletroquímica. Atualmente, o grupo de Choi desenvolve um protótipo para testar a escalabilidade da tecnologia, enquanto ela lança uma startup para viabilizar sua comercialização.
“O processo é eficaz, mas escaloná-lo de forma econômica é essencial”, observa Choi.
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