Segundo os pesquisadores, método garante uma reciclagem de baixo custo, sustentável e em larga escala das baterias de lítio

Olhar Digital - Por Alessandro Di Lorenzo, editado por Bruno Capozzi  22/09/2023 03h40

Imagem ilustrando o cenário atual de baterias de Baterias de íons de lítioaterias de íons de lítio. Crédito: Divulgação

As baterias de lítio alimentam a maioria dos dispositivos e eletrônicos no mercado hoje. A tecnologia é considerada fundamental devida a longa vida útil, tamanho pequeno e tempos de carregamento rápidos. O maior desafio, no entanto, é em relação ao processo de reciclagem dos materiais, o que causa prejuízos ao meio ambiente. Pensando nisso, pesquisadores desenvolveram uma nova abordagem para reaproveitar baterias gastas.

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Impactos ambientais
O descarte inadequado de baterias de lítio pode ter um impacto significativo no meio ambiente, já que os produtos contêm metais pesados ​​e químicos tóxicos, que podem contaminar o solo e a água.
Além disso, as baterias de lítio não são biodegradáveis, então permanecem no meio ambiente por centenas de anos.
Outra preocupação é com o processo de extração de lítio, que pode levar à degradação do solo e da água, além de afetar a biodiversidade local.
A mineração pode ser particularmente prejudicial em regiões sensíveis, como desertos e áreas com escassez de água.
A fabricação de baterias de lítio ainda consome grandes quantidades de energia e recursos naturais.

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Extração de lítio pode causar graves problemas ambientais (Imagem: Steve Morfi/Shutterstock)
Método de reciclagem de baterias de lítio
Devido a todas essas ponderações ambientais é considerada imprescindível a criação de novos métodos que permitam a extração segura desses materiais e a reciclagem, e até reutilização, das baterias.

Uma possibilidade surgiu após pesquisadores da Academia Chinesa de Ciências desenvolverem uma nova abordagem baseada na chamada eletrocatálise de contato, que poderia permitir a reciclagem de células das baterias gastas. O método, apresentado na revista Nature Energy, aproveita a transferência de elétrons que ocorre durante a eletrificação do contato líquido-sólido para gerar radicais livres que iniciam reações químicas desejadas.

 
Com a tendência global para a neutralidade de carbono, a demanda por baterias de lítio está aumentando continuamente. No entanto, os métodos atuais de reciclagem para baterias gastas precisam de melhorias urgentes em termos de ecologicamente correto, custo e eficiência. Propomos um método mecano-catalítico, denominado eletrocatálise de contato, utilizando radicais gerados pela eletrificação de contato para promover a lixiviação do metal sob a onda ultrassônica

Pesquisa publicada na revista Nature Energy
Os pesquisadores se propuseram a explorar a possibilidade de que a eletrocatálise de contato poderia substituir agentes químicos normalmente usados para reciclar as baterias. Para isso, eles usaram a técnica para provocar o contato contínuo sólido-líquido e a separação por meio de bolhas de cavitação, sob ondas de ultrassom.

Isso possibilitou a geração constante de oxigênio reativo através da eletrificação dos contatos. Eles então avaliaram a eficácia dessa estratégia para reciclar lítio e cobalto em produtos desgastados.

Para baterias de óxido de cobalto de lítio (III), a eficiência de lixiviação atingiu 100% para lítio e 92,19% para cobalto a 90°C em seis horas. Para as baterias ternárias de lítio, as eficiências de lixiviação de lítio, níquel, manganês e cobalto atingiram 94,56%, 96,62%, 96,54% e 98,39% a 70°C, respectivamente, em seis horas.

Pesquisa publicada na revista Nature Energy
Em testes iniciais, a abordagem proposta por essa equipe de pesquisadores alcançou resultados altamente promissores, destacando seu potencial para apoiar a reciclagem de baixo custo, sustentável e em larga escala dos materiais caros e muito procurados dentro das baterias de lítio. Estudos futuros são necessários para ajudar a aperfeiçoar esse método, avaliando melhor suas vantagens e limitações, potencialmente abrindo caminho para sua implantação em cenários do mundo real.