Según un informe de 2019 del Departamento de Energía de los EE. UU. (DoE), solo el 5% de las baterías de iones de litio se recolectan y reciclan. Aunque el mismo informe estima que el material reciclado tiene el potencial de satisfacer un tercio de las necesidades de material de cátodo de los EE. UU. para 2030, se necesita hacer más para llevar a la industria a donde debe estar.

En el ámbito regulatorio, el trabajo apenas ha comenzado. Este invierno pasado, el estado de Nueva Jersey hizo ilegal desechar las baterías de vehículos eléctricos (VE) en vertederos. Por el contrario, en Europa, una ley reciente requerirá que las nuevas baterías contengan al menos un 6% de litio y níquel reciclados para 2031. Si bien la acción de los gobiernos es alentadora, su éxito depende del apoyo de toda la industria.

El futuro del reciclaje de baterías de iones de litio
La pregunta que debemos hacernos es cómo podría ser el futuro del reciclaje de baterías. ¿Reutilizaremos materiales valiosos para cerrar los ciclos de producción? ¿O las políticas dispares harán que el reciclaje de baterías sea casi imposible y financieramente prohibitivo? Lejos de ser una espera a que los mandatos del sector público se hagan realidad, el sector privado ahora tiene la oportunidad de mostrarse como actores responsables en impulsar prácticas de producción sostenible y hacer lo que mejor sabe hacer: innovar en el desarrollo de materiales y escalar tecnologías.

Ya hemos visto un impulso alentador. El ICCT estima que las instalaciones de reciclaje de baterías de iones de litio en EE. UU. pueden procesar actualmente alrededor de 100,000 toneladas cada año y se espera que los proyectos planificados en la próxima década aumenten la capacidad a más de 650,000 toneladas.

Con la primera ola de VE acercándose al final de su vida útil, ahora es el momento de que el sector privado redoble su inversión en baterías. Nos corresponde a nosotros impulsar la transición hacia VE "sostenibles" y el futuro que queremos ver.

El valor del reciclaje
Poder cargar tu coche para recorrer cientos de millas con energía limpia es una hazaña de ingeniería, así como un gran paso en la descarbonización. Sin embargo, los materiales utilizados en los recintos de las baterías de los VE son costosos y finitos. Los metales utilizados en el cátodo de la batería, como el cobalto, el níquel, el manganeso y el litio, pueden costar entre 4 y 35 dólares por kilogramo. Sin la recuperación de metales, podríamos experimentar un déficit de suministro en la década de 2030. Si bien las barreras para el reciclaje de metales de tierras han incluido históricamente desde prácticas inconsistentes de recolección de baterías hasta preocupaciones sobre riesgos de explosión en las instalaciones de reciclaje y costos de procesamiento prohibitivos, la realidad es que los avances en procesos e innovación de materiales están reduciendo constantemente los costos de reciclaje al mismo tiempo que se mejoran las químicas del litio.

El valor de reciclar baterías va más allá del costo de los materiales. Para muchos países, también es una cuestión de seguridad nacional. China controla el 90% de la cadena de suministro de materiales para baterías de VE, por lo que asegurar materiales reciclados y cadenas de suministro locales puede ayudar a países enteros a resistir la volatilidad.

Al pensar en el valor de reciclar baterías, debemos considerar los costos de no hacerlo. Tirar baterías desperdicia recursos valiosos y amplía la gran huella de carbono creada al procesar continuamente materiales vírgenes. Además, hay costos tanto humanos como ambientales por no reciclar. Por ejemplo, procesar mineral virgen para convertirlo en metales útiles tiene un impacto en el uso del agua, el uso de energía y podría afectar negativamente al medio ambiente. El proceso global con materiales vírgenes tiene una huella de carbono más alta que el uso de materiales reciclados. De hecho, cuando se consideran los costos ambientales y energéticos, el costo de reciclar es 10 veces más barato que el de la fabricación.

Innovaciones en el horizonte
En el ámbito de la innovación, tres áreas principales en el reciclaje de baterías muestran un fuerte potencial económico y la promesa de un impacto positivo.

La primera es el reciclaje de grafito, que ha surgido como un área clave para mejoras significativas. Hay indicios de que el rendimiento de las baterías puede mejorarse aún más mediante la adición de flúor en el reciclaje de grafito para ralentizar las reacciones químicas y la degradación dentro de la batería. La segunda es la recuperación de electrolitos, que puede ser un desafío debido a su inestabilidad química y su complejo proceso de eliminación. Sin embargo, los investigadores están intentando encontrar una manera de hacerlo de manera más eficiente. La tercera es la extracción de litio, con nuevas técnicas y tecnología en desarrollo que pueden extraer LiPF6 y sales de litio de la masa negra.

Aunque estas tecnologías de procesos están en sus inicios, las empresas están demostrando que se pueden llevar a cabo. Por ejemplo, Orbia anunció recientemente una asociación con Ascend Elements para escalar una tecnología de proceso que puede usarse para obtener grafito puro al 99.9% de baterías gastadas. Además, Orbia está trabajando en un proyecto apoyado por el Departamento de Energía de los EE. UU. con el Laboratorio Nacional de Energía Renovable para crear un proceso de reciclaje de grafito a temperatura ambiente, así como con el Laboratorio Nacional de Idaho para encontrar formas de reciclar electrolitos y reutilizar electrodos. Pioneros como Nth Cycle y Redwood Materials también están explorando la tecnología de electroextracción como una alternativa a la hidrometalurgia y el procesamiento de extracción en circuito cerrado, respectivamente.

El reciclaje de baterías de iones de litio es un problema importante que debemos resolver mediante la innovación para proporcionar soluciones sostenibles a las necesidades de materiales para baterías. Es posible reciclar; solo tenemos que mirar el éxito de las baterías de plomo-ácido que se reciclan en gran medida hoy en día. La necesidad de invertir en nuestro proceso de reciclaje de baterías de iones de litio es clara. Ahora debemos hacer el arduo trabajo de seguir innovando y avanzar a toda velocidad.