Por Profesor Sebastien Farnaud
En la actualidad, hay más de 1.400 millones de automóviles en el mundo, y ese número podría duplicar para 2036. Si todos esos coches queman gasolina o diésel, las consecuencias climáticas serán nefastas. Los coches eléctricos emiten menos contaminantes del aire y si funcionan con energía renovable, conducir uno no aumentaría los gases de efecto invernadero que calientan la atmósfera de la Tierra.
Pero producir tantos vehículos eléctricos (a menudo abreviado como EV) en una década provocaría un aumento en la demanda de metales como litio, cobalto, níquel y manganeso. Estos metales son esenciales para fabricar baterías de vehículos eléctricos, pero son no se encuentra en todas partes. La mayor parte del litio del mundo se encuentra debajo el desierto de atacama en América del Sur, donde la minería amenaza habitantes y ecosistemas locales.
Los principales fabricantes de vehículos eléctricos deben mantener bajos los costos de importación y encontrar una fuente confiable de estas materias primas. Explotando el mar profundo es una opción, pero también podría dañar hábitats y ponen en peligro la vida silvestre. Al mismo tiempo, los desechos electrónicos llenos de metales preciosos se acumulan en los vertederos y en algunas de las regiones más pobres del mundo, con 2,5 millones de toneladas agregado al total cada año.
Las propias baterías de los vehículos eléctricos solo tienen duracion de ocho a diez años. Las baterías de iones de litio se reciclan actualmente a una tasa exigua de menos de 5% en la UE. En lugar de extraer nuevas fuentes de estos metales, por qué no reutilizar ¿Qué ya hay ahí fuera?
La economía del reciclaje
Los recicladores de baterías de iones de litio más grandes son basado en China. Si bien el reciclaje a menudo se trata como una obligación por la que se debe pagar a las empresas en América del Norte y Europa, la competencia es tan intensa por las baterías agotadas en China que los recicladores están dispuestos a pagar para tenerlas en sus manos.
La mayoría de las baterías que se reciclan se funden y se extraen sus metales. Esto se hace a menudo en grandes instalaciones comerciales que consumen mucha energía y, por lo tanto, emiten mucho carbono. Estas plantas son costosas de construir y operar, y requieren equipos sofisticados para tratar las emisiones nocivas generadas por el proceso de fundición. A pesar de los altos costos, estas plantas rara vez recuperan todos los materiales valiosos de las baterías.
Se espera que el valor del mercado global para el reciclaje de metales crezca de 52 mil millones de dólares estadounidenses (37 mil millones de libras esterlinas) en 2020 a US $ 76 mil millones para 2025. Sin métodos de reciclaje que consuman menos energía, esta industria emergente solo agravará los problemas ambientales. Pero existe un proceso natural para extraer metales preciosos de los desechos que se ha utilizado durante décadas.
Errores para las baterías
La biolixiviación, también llamada biominería, emplea microbios que pueden oxidar el metal como parte de su metabolismo. Ha sido ampliamente utilizado en la industria minera, donde se utilizan microorganismos para extraer metales valiosos de los minerales. Más recientemente, esta técnica ha sido solía hacerlo Limpiar y recuperar materiales de desechos electrónicos, particularmente los impresos. tablas de circiutos de computadoras, paneles solares, agua contaminada e incluso vertederos de uranio.
Mis colegas y yo del Grupo de Investigación de Biolixiviación de la Universidad de Coventry hemos descubierto que todos los metales presentes en las baterías de los vehículos eléctricos se pueden recuperar mediante la biolixiviación. Bacterias como Acidithiobacillus ferrooxidans y otras especies no tóxicas apuntan y recuperan los metales individualmente sin necesidad de altas temperaturas o productos químicos tóxicos. Estos metales purificados constituyen elementos químicos y, por lo tanto, pueden reciclarse indefinidamente en múltiples cadenas de suministro.
La ampliación de la biolixiviación implica el cultivo de bacterias en incubadoras a 37 ° C, a menudo utilizando dióxido de carbono. No se necesita mucha energía, por lo que el proceso tiene una huella de carbono mucho menor que las plantas de reciclaje típicas, a la vez que contribuye con menos contaminación. Al tiempo que reducen el desperdicio de baterías de vehículos eléctricos, las instalaciones de biolixiviación significan que los fabricantes pueden recuperar estos metales preciosos localmente y depender menos de los pocos países productores.
Los académicos que trabajan en la biolixiviación deben detenerse una vez que hayan eliminado todos los metales preciosos de los desechos electrónicos y estén flotando en la solución. Esto no es suficiente para la industria. Combinamos la biolixiviación con métodos electroquímicos que pueden extraer estos metales y hacerlos útiles para las cadenas de suministro. Desafortunadamente, los métodos existentes en el reciclaje de metales que implican mucha energía y productos químicos tóxicos se han utilizado durante décadas. Las industrias no siempre pueden darse el lujo de innovar, por lo que depende del gobierno exigir cambios e invertir en alternativas más limpias.
Las baterías para vehículos eléctricos son una tecnología que aún está en pañales. La reutilización de sus componentes debe considerarse como parte de su diseño. En lugar de ser una ocurrencia tardía, el reciclaje puede convertirse tanto en el comienzo como en el final del ciclo de vida de una batería de EV con la biolixiviación, produciendo materias primas de alta calidad para baterías nuevas a bajo costo ambiental.
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