Cartif apuesta por el reciclaje de baterías para la recuperación de materias primas críticas

La 'fiebre del oro' del siglo XIX dejó una huella imborrable en la historia de la minería, marcando una era de emigración masiva hacia California en busca del codiciado oro. Hoy, nos enfrentamos a una nueva fiebre, impulsada por la creciente demanda de tierras raras y minerales críticos, fundamentales en la fabricación de productos tecnológicos. Aunque no nos enfrentamos a una migración masiva, estamos conectados por la dependencia de estos recursos en nuestras vidas cotidianas, especialmente debido a la revolución de la movilidad eléctrica.

Estos elementos, esenciales en la fabricación de productos tecnológicos como baterías, paneles solares e imanes, se han convertido en objetos de deseo en una era donde la demanda supera con creces la oferta. Esto plantea desafíos significativos, ya que los países no productores son cada vez más dependientes de las exportaciones, generando una nueva dinámica en el escenario global.

Si nos centramos en los minerales críticos que componen una batería de Litio-Ion, producto tecnológico elemental actualmente para la descarbonización del sector transporte, destacamos Litio, Cobalto, Níquel, Manganeso, Cobre o Grafito, entre otros, considerados ya tierras raras por la Comisión Europea[1], pero no es su escasa disponibilidad el mayor de los retos, sino su reciclaje y recuperación al final de su vida útil.

Se prevé que la demanda de baterías de Litio-Ion crezca un 27% anual hasta alcanzar los 4.700 GWh en 2030. En total, será necesario construir al menos entre 120 y 150 nuevas fábricas de baterías en todo el mundo para alcanzar esos valores[2]. Sin embargo, este crecimiento de la producción necesitará de mayor investigación e instalaciones industriales en el ámbito del reciclaje, pero la escasa cantidad de baterías al final de su vida útil dificulta el desarrollo de este nuevo modelo de negocio.

Iniciativas como el proyecto FREE4LIB, respaldado por la Comisión Europea y liderado por CARTIF, están abordando de frente este desafío. El proyecto se enfoca en desarrollar procesos de reciclaje eficientes y sostenibles para las baterías de iones de litio de vehículos eléctricos al final de su vida útil. En el primer año de investigación, se han explorado diversas técnicas de pretratamiento de baterías de Litio-Ion como la trituración mecánica y pirólisis, la fragmentación electro-hidráulica, la colaboración hombre-robot para el desmontaje de paquetes de baterías y la delaminación de los electrodos de las celdas por ultrasonidos de alta intensidad. Este esfuerzo pionero busca obtener la preciada 'Black Mass' (el nuevo oro negro) y las láminas de cátodo y ánodo, componentes cruciales para iniciar procesos de reciclaje directo e hidrometalúrgicos y recuperar los materiales críticos para una reutilización más sostenible. Simultáneamente, el proyecto se ha dedicado a la recuperación y reutilización de los plásticos y metales que componen la estructura y carcasa, el aislamiento y cableado de los paquetes de baterías de los vehículos eléctricos.

Además, se ha desarrollado el concepto del 'Pasaporte de Batería', un innovador documento que permitirá la creación de una plataforma de acceso libre en los próximos años, alineada con el recientemente aprobado Reglamento de Baterías[3], el cual no sólo promociona la adopción de pasaportes de baterías, sino que también establece requisitos para los productores y recicladores, como la inclusión de materiales reciclados en nuevas baterías y altas tasas de reciclaje, metas que aumentarán hasta alcanzar el objetivo final en 2030.

Sin embargo, FREE4LIB no es el único proyecto en el que CARTIF está involucrado en esta temática. El centro tecnológico, ubicado en el Parque Tecnológico de Boecillo (Valladolid), también participa en subcontrataciones para proyectos primarios del PERTE VEC 2022 y MISIONES CDTI. Estas colaboraciones posicionan a CARTIF dentro de la cadena de valor, aportando nuevas investigaciones que contribuyen al desarrollo de la economía circular, una perspectiva que ha sido fundamental en otros sectores desde hace varios años.

España es un país dependiente de la mayoría de materiales utilizados en estos momentos para la fabricación de baterías, que alimentan los sistemas de tracción de los actuales y próximos vehículos eléctricos, por lo que no aprovechar esta oportunidad para generar un conocimiento más que necesario, sería una irresponsabilidad de cara a un futuro inmediato, que precisará de mayor sostenibilidad y menor dependencia de energías no renovables. Es por esto que el equipo investigador de CARTIF ha decididio apostar por la investigación en la recuperación de estas materias primas críticas, que permitan a las empresas relacionadas con el sector energético y de automoción disminuir su huella de carbono y crear nuevos puestos de trabajo.