Un proceso mecanoquímico recicla las baterías de iones de litio gastadas utilizando CO₂ a temperatura ambiente

Cada año, el número de baterías de iones de litio aumenta, alcanzando los 7.800 millones en todo el mundo sólo en 2016, mientras que la mayoría de los países en vías de desarrollo carecen de normativas de reciclaje adecuadas. Con miles de millones de baterías de iones de litio utilizadas en todo el mundo, la creciente marea de baterías gastadas está creando graves riesgos medioambientales y para la salud.

Ahora, investigadores de la Academia China de Ciencias y del Instituto de Tecnología de Pekín han dado a conocer una revolucionaria estrategia "tres en uno" para hacer frente a la creciente crisis mundial de las baterías de iones de litio gastadas. Publicado en Nature Communications, el estudio detalla un proceso que recupera los metales críticos a temperatura ambiente sin los hornos de alto consumo energético ni los ácidos agresivos que suelen requerirse en el reciclaje.

El avance se centra en el tratamiento mecanoquímico, un proceso de molienda de bolas de alta energía que induce el desorden catiónico dentro de la estructura atómica de la pila. Esta fuerza mecánica desencadena la microsegregación, impulsando los átomos de litio hacia la superficie mientras concentra metales de transición como el níquel y el cobalto en el núcleo. Este reordenamiento hace que el litio sea altamente reactivo, lo que permite su extracción selectiva.

Para recuperar el metal, el equipo introdujo una mezcla de agua y dióxido de carbono (_CO2) presurizado. El_CO2 actúa como reactivo de lixiviación, reaccionando con la superficie rica en litio para formar bicarbonato de litio de gran pureza. Este método consigue una eficacia de recuperación del litio superior al 95% a la vez que aísla eficazmente el_CO2, evitando que el gas de efecto invernadero entre en la atmósfera.

La estrategia también resuelve el problema de los residuos secundarios. En lugar de desechar los restos metálicos sobrantes, el proceso los convierte en catalizadores de alto rendimiento de la reacción de evolución del oxígeno (OER) para la producción ecológica de hidrógeno. En las pruebas, estos catalizadores demostraron un bajo sobrepotencial de 322 mV y se mantuvieron estables durante más de 200 horas de funcionamiento.

Al funcionar a temperatura y presión ambiente, el sistema elimina los residuos líquidos tóxicos y la elevada huella de carbono asociados a la pirometalurgia y la hidrometalurgia tradicionales. Los investigadores creen que esta ruta de bucle cerrado -que resulta especialmente eficaz para los sistemas de cátodos con alto contenido en níquel- ofrece una solución sostenible a escala industrial para tender un puente entre la gestión de los residuos de las pilas y la conversión de las energías renovables.