Como as bactérias podem recuperar metais preciosos de baterias de veículos elétricos
p Crédito:Paul Craft / Shutterstock
p Existem mais de 1,4 bilhão de carros no mundo hoje, e esse número pode dobrar até 2036. Se todos esses carros queimarem gasolina ou diesel, as consequências climáticas serão terríveis. Os carros elétricos emitem menos poluentes atmosféricos e, se forem movidos a energia renovável, dirigir um não aumentaria os gases de efeito estufa que aquecem a atmosfera da Terra. p Mas a produção de tantos veículos elétricos (muitas vezes abreviados para EVs) em uma década causaria um aumento na demanda por metais como o lítio, cobalto, níquel e manganês. Esses metais são essenciais para fazer baterias EV, mas eles não são encontrados em todos os lugares. A maior parte do lítio do mundo encontra-se sob o Deserto de Atacama, na América do Sul, onde a mineração ameaça a população local e os ecossistemas.
p Os principais fabricantes de VEs precisam manter os custos de importação baixos e encontrar uma fonte confiável dessas matérias-primas. Minar as profundezas do mar é uma opção, mas também pode danificar habitats e pôr em perigo a vida selvagem. Ao mesmo tempo, resíduos eletrônicos cheios de metais preciosos estão se acumulando em aterros sanitários e em algumas das regiões mais pobres do mundo - com 2,5 milhões de toneladas adicionadas ao total a cada ano.
p As baterias EV têm uma vida útil de apenas oito a dez anos. As baterias de íon de lítio são recicladas atualmente a uma taxa escassa de menos de 5% na UE. Em vez de minerar novas fontes desses metais, por que não reutilizar o que já existe?
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A economia da reciclagem
p As baterias EV podem se tornar uma parte significativa do lixo eletrônico global, pois os veículos são eletrificados. Crédito:TFoxFoto / Shutterstock
p Os maiores recicladores de bateria de íon-lítio estão localizados na China. Embora a reciclagem seja muitas vezes tratada como uma obrigação que as empresas devem ser pagas para fazer na América do Norte e na Europa, a competição é tão intensa por baterias descarregadas na China que os recicladores estão dispostos a pagar para colocar as mãos nelas.
p A maioria das baterias que são recicladas são derretidas e seus metais extraídos. Isso geralmente é feito em grandes instalações comerciais que usam muita energia e, portanto, emitem muito carbono. Essas plantas são caras para construir e operar, e requerem equipamentos sofisticados para tratar as emissões nocivas geradas pelo processo de fundição. Apesar dos altos custos, essas fábricas raramente recuperam todos os materiais valiosos da bateria.
p O valor do mercado global de reciclagem de metal deve crescer de US $ 52 bilhões (£ 37 bilhões) em 2020 para US $ 76 bilhões em 2025. Sem métodos de reciclagem menos intensivos em energia, esta indústria emergente apenas agravará os problemas ambientais. Mas existe um processo natural para extrair metais preciosos de resíduos que é usado há décadas.
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Bugs para baterias
p Biolixiviação, também chamado de biomineração, emprega micróbios que podem oxidar metal como parte de seu metabolismo. Tem sido amplamente utilizado na indústria de mineração, onde microorganismos são usados para extrair metais valiosos de minérios. Mais recentemente, esta técnica tem sido usada para limpar e recuperar materiais de lixo eletrônico, particularmente as placas de circuito impresso de computadores, painéis solares, água contaminada e até lixões de urânio.
p As baterias EV podem se tornar uma parte significativa do lixo eletrônico global, pois os veículos são eletrificados. Crédito:TFoxFoto / Shutterstock
p Meus colegas e eu do Grupo de Pesquisa de Biolixiviação da Universidade de Coventry descobrimos que todos os metais presentes nas baterias EV podem ser recuperados usando biolixiviação. Bactérias como
Acidithiobacillus ferrooxidans e outras espécies não tóxicas têm como alvo e recuperam os metais individualmente, sem a necessidade de altas temperaturas ou produtos químicos tóxicos. Esses metais purificados constituem elementos químicos, e assim pode ser reciclado indefinidamente em várias cadeias de abastecimento.
p A intensificação da biolixiviação envolve o crescimento de bactérias em incubadoras a 37 ° C, frequentemente usando dióxido de carbono. Não é necessária muita energia, portanto, o processo tem uma pegada de carbono muito menor do que as usinas de reciclagem típicas, ao mesmo tempo que contribui com menos poluição. Ao reduzir o desperdício de bateria EV, instalações de biolixiviação significam que os fabricantes podem recuperar esses metais preciosos localmente, e dependem menos dos poucos países produtores.
p Acadêmicos trabalhando na biolixiviação devem parar depois de removerem todos os metais preciosos do lixo eletrônico e eles estiverem flutuando na solução. Isso não é suficiente para a indústria. Combinamos a biolixiviação com métodos eletroquímicos que podem pescar esses metais e torná-los úteis para cadeias de abastecimento. Infelizmente, os métodos existentes na reciclagem de metais que envolvem muita energia e produtos químicos tóxicos têm sido usados há décadas. As indústrias nem sempre podem se dar ao luxo de inovar, portanto, cabe ao governo determinar mudanças e investir em alternativas mais limpas.
p As baterias EV são uma tecnologia ainda em sua infância. A reutilização de seus componentes deve ser considerada como parte de seu projeto. Em vez de permanecer uma reflexão tardia, a reciclagem pode se tornar o início e o fim do ciclo de vida de uma bateria EV com biolixiviação, produção de matérias-primas de alta qualidade para baterias novas com baixo custo ambiental. p Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.