Os investigadores desenvolvem um processo mais limpo e expansível para reciclar baterias de iões de lítio
"Mostrámos que é possível criar baterias de alto desempenho a partir de materiais reciclados em grande escala"
Num grande passo em frente para a tecnologia de energia sustentável, os investigadores do Worcester Polytechnic Institute (WPI), liderados pelo Professor Yan Wang, William B. Smith Professor de Engenharia Mecânica e de Materiais, desenvolveram um novo método escalável para reciclar baterias de iões de lítio de uma forma que é simultaneamente eficiente e amiga do ambiente.
Yan Wang, professor do WPI, lidera a equipa que desenvolveu o novo processo.
Worcester Polytechnic Institute
A investigação da equipa, intitulada "Upcycling Mixed Spent Ni-Lean Cathodes into Ni-Rich Polycrystalline Cathodes", foi recentemente publicada na Energy Storage Materials, uma revista multidisciplinar revista por pares centrada nos tópicos de materiais e energia. O artigo descreve uma abordagem inovadora de upcycling hidrometalúrgico que oferece vantagens ambientais e de desempenho em relação aos métodos tradicionais de reciclagem.
O processo visa especificamente os materiais catódicos mistos de níquel magro (Ni-lean) usados, que se encontram habitualmente nas baterias de iões de lítio usadas. Os métodos de reciclagem tradicionais têm dificuldade em recuperar estes materiais de forma eficaz e recorrem frequentemente a processos que consomem muita energia e que produzem resultados de menor valor. Em contraste, a abordagem de Wang recupera mais de 92% dos metais críticos - níquel, cobalto e manganês - e transforma-os em pós de cátodo de alto desempenho.
Os testes mostram que as baterias fabricadas com estes materiais reciclados têm um desempenho idêntico ao das fabricadas com materiais virgens, retendo 88% da sua capacidade após 500 ciclos de carga e mais de 85% da capacidade após 900 ciclos em células de bolsa à escala comercial. O novo processo também utiliza menos 8,6% de energia do que os métodos hidrometalúrgicos convencionais e reduz significativamente as emissões de carbono - 13,9% quando comparado com a reciclagem tradicional, um pouco mais do que com o upcycling direto.
"Este trabalho não só aborda os desafios ambientais dos resíduos de baterias, como também ajuda a reduzir a nossa dependência da extração mineira de materiais essenciais", afirmou Wang. "Mostrámos que é possível criar baterias de alto desempenho a partir de materiais reciclados à escala, o que é essencial para construir uma cadeia de fornecimento de baterias mais sustentável e resiliente."
Esta inovação aborda diretamente dois grandes desafios: o crescente volume de resíduos de baterias e a procura global de materiais essenciais utilizados em veículos eléctricos e outras tecnologias de energia limpa. Com a indústria e os decisores políticos focados em soluções sustentáveis, este avanço pode desempenhar um papel fundamental na construção de uma economia de baterias mais circular e consciente do clima.
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Publicação original
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