A indústria automotiva tomou o caminho da eletrificação. Sejam elétricos, híbridos de qualquer tipo ou microhíbridos, todos eles têm uma coisa em comum: maiores ou menores, eles têm uma bateria. E isso traz consigo um problema de longo prazo: o que acontecerá com a bateria quando o ciclo de vida do carro terminar?
A resposta deveria ser a reciclagem, mas os métodos atuais geram grandes quantidades de resíduos e não permitem a recuperação de todo o lítio e outros componentes da bateria. No entanto, pesquisadores chineses acreditam ter encontrado a chave para recuperar 99,99% do lítio nas baterias. E o ingrediente secreto é algo que está nos shakes de proteína que consumimos para ganhar massa muscular: glicina.
Necessidade e reciclagem
Nossa dependência de baterias de lítio é preocupante. Muitos dispositivos dependem delas como fonte de energia, mas no caso de veículos elétricos, a quantidade necessária é obviamente muito maior. Foi isso que fez com que a produção global quadruplicasse entre 2010 e 2022. E em 2022 já estávamos prevendo que precisaríamos de mais lítio do que o planeta provavelmente tem.
Ok, então nós reciclamos. O problema é que... bem, não é tão fácil assim. Reciclar uma bateria (isso se aplica a qualquer bateria, mas é agravado pelas enormes baterias dos carros) é um processo que leva muito tempo para ser concluído. Elas devem ser totalmente descarregadas antes que possam ser manuseadas com segurança e, uma vez feito isso, existem dois métodos bem estabelecidos:
- Hidrometalurgia: usando ácidos, os metais são dissolvidos em um processo conhecido como lixiviação. Podemos obter tanto lítio quanto níquel/cobalto, e estima-se que 99% deles sejam adequados para novas baterias.
- Pirometalurgia: utilizando fornos a 1.500ºC, os componentes são fundidos e o cobalto, o níquel e o cobre são separados, de um lado, e os componentes restantes (alumínio, lítio e manganês) do outro. Para recuperar o lítio, é necessário um processo de hidrometalurgia após a pirometalurgia.
As desvantagens são claras, no caso da hidrometalurgia, o uso de ácidos é altamente poluente, e os resíduos líquidos devem ser gerenciados. Além disso, leva muito tempo para decompor e separar os elementos. Na pirometalurgia, embora o processo seja mais rápido, grandes quantidades de CO2 são produzidas e emitidas na atmosfera, e uma enorme quantidade de energia é consumida.
Glicina pode ser a solução
Alternativas mais sustentáveis ??são necessárias, e é aí que a glicina entra. Pesquisadores da Universidade Centro-Sul em Changsha, da Universidade de Guizhou e do Centro Nacional de Pesquisa em Engenharia para Materiais Avançados de Armazenamento de Energia descobriram uma maneira de reciclar 99,9% dos materiais de uma bateria de uma forma mais ecológica.
Em seu estudo, disponível na Wiley Online Library, os pesquisadores chineses mostram como a glicina, um aminoácido não essencial encontrado em proteínas, pode alcançar a recuperação eficiente de 99,99% de lítio, 96,86% de níquel, 92,35% de cobre e 90,59% de manganês de baterias.
Os pesquisadores detalham que a chave é criar uma atmosfera de lixiviação suave. A substituição dos ácidos "duros" comumente usados ??na reciclagem de baterias por soluções de pH neutro contendo glicina permite que os materiais da bateria antiga sejam decompostos e os elementos de interesse para reciclagem em novos equipamentos sejam recuperados.
Como o portal Motorpasión relata, quando baterias usadas são colocadas em contato com uma solução de sal de ferro, oxalato de sódio e glicina líquida, uma camada de ferro se forma sobre elas que atua como um ânodo, enquanto o material reciclado da bateria atua como um cátodo. Esse arranjo químico inicia um processo que quebra a estrutura da bateria, facilitando a dissolução independente de lítio, níquel, cobalto e manganês. Além disso, a equipe garante que é um processo rápido: apenas 15 minutos.
Reciclar vs. minerar
O estudo afirma que é um processo mais barato, com maior eficiência energética e menos emissões do que os métodos hidrometalúrgicos tradicionais que usam ácido ou amônia, mas é claro que isso foi testado em laboratório e ainda precisa ser visto em um cenário da vida real. O que está claro é que a reciclagem parece ser a chave para avançar na eletrificação da indústria automotiva sem recorrer ao aumento da mineração de lítio.
Em janeiro deste ano, pesquisadores da Universidade de Stanford publicaram um estudo comparando os benefícios da reciclagem de baterias de íons de lítio com a extração de novos materiais. Em resumo, os pesquisadores chegaram a estes números em favor da reciclagem:
- Entre 58% e 81% menos emissões de gases de efeito estufa;
- Entre 72% e 88% menos gasto de água;
- Entre 77% e 89% menos gasto de energia;
- Menos emissões de fuligem e enxofre.
Esses resultados são fruto de um método patenteado por pesquisadores universitários. É como a pirometalurgia, mas seletiva, então a temperatura é mais baixa e as emissões também. Seja o método de Stanford ou o método da glicina desenvolvido por pesquisadores chineses, o mundo está em uma corrida para reciclar baterias de veículos elétricos.
A Universidade de Princeton está investigando o plasma de baixa temperatura como um substituto para os métodos tradicionais de pirometalurgia. Já existem empresas que têm contratos com a BMW ou a Mercedes com o objetivo de reciclar baterias de automóveis e também métodos que usam radiação de micro-ondas para separar os componentes: até 87% do lítio de uma bateria em 15 minutos.
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Está claro que, assim como há uma corrida pela eletrificação, também há uma pesquisa ativa sobre como reutilizar baterias que não são mais úteis para carros novos, mas que podem ser usadas para fabricar outros automóveis.
Fonte: Viny Mathias l IGN Brasil
