/ viernes 18 de junio de 2021

Investigadores reciclarán baterías de automóviles

Investigadores descubrieron que los metales de las baterías de estos vehículos se pueden recuperar mediante la biolixiviación

En la actualidad, hay más de 1.400 millones de automóviles en el mundo, y ese número podría duplicarse para 2036. Si todos esos automóviles 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 para vehículos eléctricos, pero no se encuentran en todas partes. La mayor parte del litio del mundo se encuentra bajo el desierto de Atacama en América del Sur, donde la minería amenaza a la población y los ecosistemas locales.

Los principales fabricantes de vehículos eléctricos deben mantener bajos los costos de importación y encontrar una fuente confiable de estas materias primas. La minería de las profundidades marinas es una opción, pero también podría dañar los hábitats y poner 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 añadidas al total cada año.

Las propias baterías de los vehículos eléctricos solo tienen una vida útil de ocho a diez años. Las baterías de iones de litio se reciclan actualmente a una tasa exigua de menos del 5% en la UE. En lugar de extraer nuevas fuentes de estos metales, ¿por qué no reutilizar lo que ya existe?

Los recicladores de baterías de iones de litio más grandes tienen su sede 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 la batería.

Se espera que el valor del mercado global para el reciclaje de metales crezca de 52.000 millones de dólares en 2020 a 76.000 millones de dólares en 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 han utilizado durante décadas.

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 minerales. Más recientemente, esta técnica se ha utilizado para limpiar y recuperar materiales de desechos electrónicos, particularmente las placas de circuito impreso de computadoras, paneles solares, agua contaminada.

Los investigadores del Grupo de Investigación de Biolixiviación de la Universidad de Coventry descubrieron 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 atacan 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.

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 biolixiviación, produciendo materias primas de alta calidad para baterías nuevas a bajo costo ambiental.

En la actualidad, hay más de 1.400 millones de automóviles en el mundo, y ese número podría duplicarse para 2036. Si todos esos automóviles 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 para vehículos eléctricos, pero no se encuentran en todas partes. La mayor parte del litio del mundo se encuentra bajo el desierto de Atacama en América del Sur, donde la minería amenaza a la población y los ecosistemas locales.

Los principales fabricantes de vehículos eléctricos deben mantener bajos los costos de importación y encontrar una fuente confiable de estas materias primas. La minería de las profundidades marinas es una opción, pero también podría dañar los hábitats y poner 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 añadidas al total cada año.

Las propias baterías de los vehículos eléctricos solo tienen una vida útil de ocho a diez años. Las baterías de iones de litio se reciclan actualmente a una tasa exigua de menos del 5% en la UE. En lugar de extraer nuevas fuentes de estos metales, ¿por qué no reutilizar lo que ya existe?

Los recicladores de baterías de iones de litio más grandes tienen su sede 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 la batería.

Se espera que el valor del mercado global para el reciclaje de metales crezca de 52.000 millones de dólares en 2020 a 76.000 millones de dólares en 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 han utilizado durante décadas.

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 minerales. Más recientemente, esta técnica se ha utilizado para limpiar y recuperar materiales de desechos electrónicos, particularmente las placas de circuito impreso de computadoras, paneles solares, agua contaminada.

Los investigadores del Grupo de Investigación de Biolixiviación de la Universidad de Coventry descubrieron 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 atacan 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.

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 biolixiviación, produciendo materias primas de alta calidad para baterías nuevas a bajo costo ambiental.

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