As tecnologias de reciclagem de baterias de íon de lítio (LIBs) em fim de vida não estão acompanhando o rápido aumento dos veículos elétricos, armazenar um problema de gestão de resíduos potencialmente grande para o futuro, de acordo com um novo estudo.

Uma revisão da reciclagem de baterias de íon de lítio conduzida pela Universidade de Birmingham sugere que, enquanto os veículos elétricos (EVs) oferecem uma solução para reduzir a poluição, os governos e a indústria precisam agir agora para desenvolver uma infraestrutura de reciclagem robusta para atender às necessidades de reciclagem futuras.

O estudo, realizado em colaboração com pesquisadores das universidades de Newcastle e Leicester, é publicado hoje na edição do 150º aniversário da Natureza .

Dr. Gavin Harper, Faraday Research Fellow da University of Birmingham, é o autor principal do artigo. Ele disse:"O desafio da reciclagem não é simples:há uma enorme variedade nos produtos químicos, formas e designs de baterias de íon de lítio usadas em EVs. Células individuais são formadas em módulos, que são então montados em pacotes de bateria. Para reciclá-los de forma eficiente, eles devem ser desmontados e os fluxos de resíduos resultantes separados. Bem como o lítio, essas baterias contêm uma série de outros metais valiosos, como cobalto, níquel e manganês, e há potencial para melhorar os processos que atualmente são usados ​​para recuperá-los para reutilização. "

A questão do desperdício de LIB já é significativa e deve crescer conforme a demanda por VEs aumenta. Com base no 1 milhão de carros elétricos vendidos em 2017, pesquisadores calcularam que 250, 000 toneladas ou meio milhão de metros cúbicos de resíduos de embalagens não processadas resultarão quando esses veículos chegarem ao fim de suas vidas.

Também existe uma enorme oportunidade para o Reino Unido. A análise da Faraday Institution - o instituto independente do Reino Unido para pesquisa de armazenamento de energia eletroquímica - aponta para a necessidade de oito gigafábricas no Reino Unido até 2040 para atender à demanda por LIBs. O Reino Unido precisará desenvolver fontes de suprimento para os materiais essenciais necessários para essas baterias e o material reciclado pode desempenhar um papel importante.

Professor Andrew Abbott, da Universidade de Leicester e co-autor do artigo, disse:"A eletrificação de apenas 2 por cento da atual frota global de automóveis representaria uma linha de carros que poderia se estender ao redor da circunferência da Terra - cerca de 140 milhões de veículos. O aterro sanitário claramente não é uma opção para essa quantidade de lixo. Encontrar maneiras reciclar baterias EV não só evitará uma enorme carga no aterro, também nos ajudará a garantir o fornecimento de materiais essenciais, como cobalto e lítio, que certamente são a chave para uma indústria automotiva sustentável. "

O estudo identifica uma série de desafios importantes que os engenheiros e formuladores de políticas precisarão enfrentar, Incluindo:

• Identificação de aplicativos de segundo uso para baterias em fim de vida
• Desenvolvendo métodos rápidos de reparo e reciclagem, particularmente dado que o armazenamento em grande escala de baterias elétricas é potencialmente inseguro
• Melhorar o diagnóstico de baterias, pacotes de bateria e células de bateria, para que o estado de saúde das baterias possa ser avaliado com precisão antes de reaproveitar
• Otimizando projetos de bateria para reciclagem para permitir a desmontagem automatizada da bateria, mais seguro do que as técnicas atuais de manuseio manual
• Projetar novos processos de estabilização que permitem que baterias em fim de vida sejam abertas e separadas, e desenvolver técnicas ou processos para garantir que os componentes não sejam contaminados durante a reciclagem.

"Essas baterias contêm uma grande quantidade de energia e, no momento, ainda estamos relativamente despreparados sobre como lidaremos com elas quando chegarem ao fim de sua vida útil, "explica o co-autor Professor Paul Christensen, da Newcastle University, que também está trabalhando com vários Serviços de Bombeiros e Resgate do Reino Unido no desenvolvimento de protocolos para lidar com incêndios em baterias de íon de lítio.

"Uma das áreas de pesquisa para este projeto é examinar a automação e como podemos desmontar baterias gastas com segurança e eficiência e recuperar materiais valiosos, como lítio e cobalto. Mas também há um problema de segurança pública que precisa ser abordado como segunda vida As baterias EV tornam-se mais amplamente disponíveis. O que precisamos é de uma visão urgente de todo o ciclo de vida da bateria - desde retirar os materiais do solo até descartá-los novamente no final. "

Paul Anderson, Co-Diretor do Centro de Birmingham para Elementos Estratégicos e Materiais Críticos, acrescenta:"Enfrentar esses desafios exigirá uma grande ambição, bem como uma abordagem consistente para a formulação de políticas. Isso é essencial se quisermos criar soluções dentro do processo de design que nos permitirá fazer uma transição suave e sustentável para o elétrico. veículos."