A finales de este año, la firma canadienseCiclo de litiocomenzará a construir una planta de 175 millones de dólares en Rochester, Nueva York, en los terrenos de lo que solía ser el complejo Eastman Kodak. Cuando esté terminada, será la planta de reciclaje de baterías de iones de litio más grande de América del Norte.
La planta tendrá una capacidad eventual de 25 kilotones métricos de material de entrada, recuperando el 95 por ciento o más del cobalto, níquel, litio y otros elementos valiosos a través del proceso de cero emisiones y aguas residuales de la compañía. "Seremos una de las mayores fuentes nacionales de níquel y litio, así como la única fuente de cobalto en Estados Unidos", diceAjay Kochhar, cofundador y director ejecutivo de Li-Cycle.
Fundada a finales de 2016, la empresa forma parte de una industria en auge centrada en evitar que decenas de miles de toneladas de baterías de iones de litio terminen en los vertederos. De las 180.000 toneladas métricas de baterías de iones de litio disponibles para reciclaje en todo el mundo en 2019, solo un poco más de la mitad fueron recicladas. A medida que aumenta la producción de baterías de iones de litio, también aumenta el interés en el reciclaje.
Según londinenseAlmacenamiento de energía circular, una consultora que rastrea el mercado de reciclaje de baterías de iones de litio, alrededor de un centenar de empresas en todo el mundo reciclan baterías de iones de litio o planean hacerlo pronto. La industria se concentra en China y Corea del Sur, donde también se fabrica la gran mayoría de las baterías, pero hay varias docenas de nuevas empresas de reciclaje en América del Norte y Europa. Además de Li-Cycle, esa lista incluye a la empresa con sede en Estocolmovoltio norte, que está construyendo conjuntamente una planta de reciclaje de baterías para vehículos eléctricos con la noruegaHidro, y el alumno de Tesla, J.B. Straubel.Materiales de secuoya, que tiene un alcance más amplio de reciclaje de residuos electrónicos. [Consulte la barra lateral, “14 proyectos de reciclaje de baterías de iones de litio a seguir”.]
Estas nuevas empresas tienen como objetivo automatizar, optimizar y limpiar lo que ha sido un proceso sucio, ineficiente y que requiere mucha mano de obra. Tradicionalmente, el reciclaje de baterías implica quemarlas para recuperar algunos de los metales o triturarlas y tratar la “masa negra” resultante con solventes.
El reciclaje de baterías no sólo tiene que ser más limpio, sino que también debe ser rentable de forma fiable, afirmaJeff Spangenberger, directora de laCentro ReCell, una colaboración de investigación sobre reciclaje de baterías respaldada por el Departamento de Energía de EE. UU. "Reciclar baterías es mejor que extraer nuevos materiales y tirar las baterías", dice Spangenberger. “Pero las empresas de reciclaje tienen problemas para obtener beneficios. Necesitamos hacerlo rentable, para que la gente tenga un incentivo para recuperar sus baterías”.
Ciclo de litio funcionará en un modelo de “radios y centro”, en el que los radios se encargarán del procesamiento preliminar de las baterías viejas y los desechos de baterías, y la masa negra se alimentará a un centro ubicado centralmente para su procesamiento final en materiales aptos para baterías. El primer radio de la compañía está en Kingston, Ontario, cerca de Toronto, donde tiene su sede Li-Cycle; Se acaba de abrir un segundo radio en Rochester, donde está previsto que el futuro centro se inaugure en 2022.
Los ingenieros de Li-Cycle mejoraron iterativamente el reciclaje hidrometalúrgico tradicional, dice Kochhar. Por ejemplo, en lugar de desmantelar un paquete de baterías de vehículos eléctricos en celdas y descargarlas, separan el paquete en módulos más grandes y los procesan sin descargarlos.
Cuando se trata de la química de las baterías, Li-Cycle es agnóstico. Las baterías convencionales de óxido de cobalto, manganeso y níquel se reciclan tan fácilmente como las basadas en fosfato de hierro y litio. "No hay uniformidad en la industria", señala Kochhar. "No conocemos la química exacta de las baterías y no necesitamos saberla".
¿Cuántas baterías será necesario reciclar? En sus presentaciones, Kochhar se refiere a un “tsunami entrante” de baterías de iones de litio gastadas. Dado que se espera que las ventas mundiales de vehículos eléctricos aumenten de 1,7 millones en 2020 a 26 millones en 2030, es fácil imaginar que pronto estaremos inundados de baterías gastadas.
Pero las baterías de iones de litio tienen una larga vida útil, afirmaSu Eric Melin, director de Almacenamiento de Energía Circular. “El treinta por ciento de los vehículos eléctricos usados del mercado estadounidense se encuentran ahora en Rusia, Ucrania y Jordania, y la batería llegó como pasajero en ese viaje”, dice Melin. Las baterías de los vehículos eléctricos también se pueden reutilizar comoalmacenamiento estacionario. "Estos productos [usados] todavía tienen mucho valor", afirma.
Melin estima que Estados Unidos tendrá alrededor de 80 kilotones métricos de baterías de iones de litio para reciclar en 2030, mientras que Europa tendrá 132 kilotones métricos. “Cada empresa [de reciclaje] está instalando una planta con miles de toneladas de capacidad, pero no se puede reciclar más material del que se tiene”, señala.
Spangenberger de ReCell está de acuerdo en que la necesidad de aumentar la capacidad de reciclaje de baterías no será apremiante por un tiempo. Por eso la investigación de su grupo se centra en proyectos a más largo plazo, incluido el reciclaje directo de cátodos. El reciclaje tradicional descompone el cátodo en una sal metálica, y reformar la sal nuevamente para convertirla en cátodos es costoso. ReCell planea demostrar un método rentable para reciclar polvos catódicos este año, pero pasarán otros cinco años antes de que esos procesos estén listos para una aplicación de gran volumen.
Incluso si el tsunami de las baterías aún no ha llegado, Kochhar dice que los fabricantes de electrónica de consumo y vehículos eléctricos están interesados en los servicios de Li-Cycle ahora. "A menudo, presionan a sus proveedores para que trabajen con nosotros, lo cual ha sido fantástico para nosotros y realmente interesante de ver", dice Kochhar.
"Los investigadores involucrados en el reciclaje sienten mucha pasión por lo que hacen; es un gran desafío técnico y quieren resolverlo porque es lo correcto", dice Spangenberger. "Pero también se puede ganar dinero, y ese es el atractivo".
