Baterías de litio más sostenibles gracias a la valorización de residuos agroforestales e industriales

A través del proyecto REBALIRE, el ITE aborda la cuestión de la sostenibilidad de las baterías atendiendo a dos cuestiones clave: la obtención de materias primas y su reciclaje.

Conscientes de que la demanda de baterías de ion litio se va a disparar en los próximos años, fundamentalmente por la electrificación del vehículo, la Unión Europea ha trazado la hoja de ruta cuyo objeto es que todas las pilas y baterías introducidas en el mercado de la UE sean más sostenibles, seguras y ajustadas a la economía circular.

De hecho, las cifras que baraja la Comisión Europea en su informe “Strategic Research Agenda for batteries 2020” prevén que la demanda mundial de energía alcance los 2.600 GWh para 2030. Esto significa que disponer de baterías con más potencia, más duración y mayor rapidez de carga es ya una necesidad del presente.

En este escenario, el Instituto Tecnológico de la Energía (ITE), posicionado como referente en investigación de baterías en todo su ciclo de vida, está desarrollando un nuevo proyecto llamado REBALIRE, a través del cual aborda la cuestión de la sostenibilidad de las baterías atendiendo a dos cuestiones clave: la obtención de materias primas y el reciclaje de estas.

Así, el equipo investigador está trabajando, por un lado, en la optimización del proceso de obtención de silicio y carbón sostenible para el desarrollo de ánodos de baterías de litio, a partir de la revalorización de residuos agroforestales e industriales de proximidad. Y, por otro lado, pretende diseñar en entorno de laboratorio un proceso de reciclado de baterías de litio para poder dar solución a la inminente llegada de un gran número de baterías a su ciclo final de vida.

Los expertos del ITE explican que este proyecto colabora «pretende revalorizar residuos para extraer materiales para el desarrollo de ánodos para baterías de ion litio. Esto reducirá las emisiones producidas por la quema y gestión de los residuos agrícolas además de darles una segunda vida, alineándose con la iniciativa de Residuos Cero marcadas por Europa».

Reducir la dependencia exterior de materias primas

Las baterías de ion litio están constituidas por materiales de alto valor que en algunos casos son escasos en tierra. Por ello, debido a su creciente demanda, surge la necesidad de buscar nuevas fuentes sostenibles y de proximidad que permitan mejorar la sostenibilidad del proceso de producción. Además, la nueva movilidad requiere de una nueva generación de baterías con mayores capacidades, y para ello el silicio -segundo elemento más abundante en la corteza terrestre- se postula como el mejor candidato ya que es capaz de aumentar hasta 10 veces la capacidad que proporcionan los materiales que se emplean actualmente para la fabricación de baterías.

Apostar por el silicio y carbón sostenible para el desarrollo de ánodos de baterías de litio, a partir de la revalorización de residuos agroforestales e industriales de proximidad, permitirá reducir de dependencia de otros continentes en el suministro de estas materias primas.

A ello se suma que es fundamental mejorar su sostenibilidad para mitigar el impacto negativo en el medio ambiente, llevando a cabo un reciclado de las baterías al final de su vida para recuperar los materiales que la componen, de modo que vuelvan a ser introducidos al inicio de la cadena de valor para la fabricación de nuevas baterías.

Los desarrollos que se llevarán a cabo en el proyecto favorecen el fortalecimiento de las capacidades competitivas e innovadoras de empresas de la Comunitat Valenciana para posicionarse en el sector de las baterías.

Los resultados que proporcionará el proyecto son la obtención de materiales basados en silicio a partir de residuos que sean adecuados para el desarrollo de componentes de la nueva generación de baterías de litio, así como nuevas estrategias de reciclado de baterías que permitan recuperar los compuestos críticos que las componen como es el cobalto, entre otros. Para ello se emplearán estrategias que permitan la reducción de los consumos energéticos durante el proceso, así como el empleo de técnicas y agentes químicos que aporten una mayor sostenibilidad del proceso global.