Un grupo de investigadores en China acaba de anunciar un nuevo método capaz de "revivir" baterías de iones de litio agotadas, abriendo así la perspectiva de reducir significativamente la cantidad de residuos electrónicos de los vehículos eléctricos y la necesidad de producir nuevas baterías.
"Este trabajo es revolucionario porque ofrece una nueva idea para reutilizar las baterías que han llegado al final de su ciclo de vida", dijo el profesor Jiangong Zhu de la Universidad Tongji en Shanghái, que se especializa en baterías de vehículos eléctricos y no participó en el nuevo estudio, que se publicó recientemente en la revista Nature .
Según el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD), la cantidad de baterías de iones de litio usadas que deben desecharse podría dispararse de 900.000 toneladas este año a 20,5 millones de toneladas en 2040. Como líder mundial en la implementación de vehículos eléctricos, China procesa actualmente alrededor de 2,8 millones de toneladas de baterías usadas cada año, según Huang Jianzhong, presidente de la Asociación de Tecnología de Conservación de Energía Electrónica de China.
Ante la perspectiva de un rápido aumento de los mercados de consumo y de los residuos, el químico Yue Gao de la Universidad de Fudan y sus colegas predijeron una enorme demanda de eliminación de baterías, especialmente baterías de vehículos eléctricos.
Normalmente, las baterías de los coches eléctricos alcanzan su límite de vida útil (es decir, su capacidad cae por debajo del 80 % de su capacidad original) tras unos ocho a diez años de funcionamiento. El coste de la batería representa aproximadamente el 40 % del coste total del vehículo.
El equipo de Gao quería encontrar una molécula que pudiera "transferir" iones de litio a una batería agotada. "No teníamos ni idea de qué tipo de molécula podría hacer eso ni de cuál sería su estructura química. Así que recurrimos a la inteligencia artificial", explicó Chihao Zhao, estudiante de doctorado de la Universidad de Fudan y miembro del equipo de Gao.
El equipo utilizó un modelo de IA entrenado en leyes químicas, combinado con una base de datos de reacciones electroquímicas, para encontrar moléculas que cumplieran los criterios: fácil disolución en soluciones electrolíticas y bajo coste de producción. Como resultado, la IA propuso tres candidatos, de los cuales una sal llamada trifluorometanosulfinato de litio (LiSO₂CF₃) se identificó como óptima.
Los investigadores probaron esta sal de iones de litio disolviéndola en una solución electrolítica, el medio que permite que los iones se muevan entre los electrodos de la batería. Gao comparó el método con la administración de una vía intravenosa a un paciente. "Si podemos inyectar un medicamento para ayudar a una persona enferma a recuperarse, ¿por qué no podemos administrar el mismo 'elixir' a una batería agotada?"
Los resultados mostraron que el compuesto podría prolongar significativamente la vida útil de las baterías de fosfato de hierro y litio (LFP), comúnmente utilizadas en vehículos eléctricos. Una batería LFP típica puede cargarse y descargarse unas 2000 veces antes de considerarse "muerta".
Sin embargo, al añadir una solución electrolítica cuando la batería estaba a punto de alcanzar este umbral, el equipo logró restaurar gran parte de su capacidad, dejándola funcionando prácticamente como nueva. Al final del experimento, la batería tenía el 96 % de su capacidad tras casi 12 000 ciclos de carga y descarga.
Una prueba adicional demostró que este método también funciona con baterías de iones de litio NMC (níquel, manganeso y cobalto).
La Universidad de Fudan colabora actualmente con el fabricante de materiales para baterías Zhejiang Yongtai en China para comercializar la tecnología. Gao prevé que la colaboración dé lugar a un sistema de "estaciones de recarga de baterías" donde los propietarios de vehículos eléctricos puedan traer baterías usadas para reacondicionarlas.
La idea es prometedora, afirmó Chenguang Liu, profesor de la Universidad Xi'an Jiaotong de Liverpool. Sin embargo, señaló que el nuevo método aún enfrenta algunos desafíos, como garantizar la compatibilidad con diferentes composiciones químicas de baterías y, aún más importante, comprobar la seguridad de las baterías recuperadas.
Además, la fuente de energía de un vehículo eléctrico no es una sola batería, sino un sistema de cientos o incluso miles de baterías, combinado con sistemas de control térmico y otros componentes complejos. «Actualmente, solo estamos probando baterías individuales, por lo que necesitamos encontrar la manera de aplicarlo a todo el paquete de baterías», afirmó Gao.
El método de Gao es uno de los enfoques más cercanos al “reciclaje directo” de baterías de vehículos eléctricos en China, según Hans Eric Melin, director general de la consultora Circular Energy Storage, con sede en Londres.
Melin afirma que este enfoque podría tener potencial comercial, aunque el mercado podría no ser enorme, dado que las baterías de los coches eléctricos duran hasta 15 años. También señala que sería necesario rediseñar los paquetes de baterías de los coches eléctricos para permitir la inyección de electrolitos.
“La pregunta es si los beneficios son lo suficientemente grandes como para justificar el cambio de diseño, que podría afectar el rendimiento general de la batería”, dijo.
(Vietnam+)
Fuente: https://www.vietnamplus.vn/tri-tue-nhan-tao-tim-ra-tien-duoc-co-kha-nang-hoi-sinh-pin-da-can-kiet-post1043216.vnp
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