Pesquisadores da Universidade Rice desenvolveram uma técnica revolucionária que permite recuperar baterias de íon-lítio antigas em apenas 15 minutos, utilizando solventes eutéticos profundos (DES) e radiação de micro-ondas. Essa descoberta promete ser um divisor de águas na reciclagem de lítio, um recurso finito cuja demanda está crescendo exponencialmente devido ao uso em tecnologia de consumo e veículos elétricos.
O lítio é um material leve com alta capacidade de armazenamento de energia, essencial para as baterias recarregáveis que alimentam nossos dispositivos e carros. Contudo, a mineração de lítio é ambientalmente destrutiva e envolve preocupações geopolíticas nas áreas onde é abundante. Com previsões indicando que as minas atuais de lítio só atenderão metade da demanda até 2030, encontrar métodos eficazes de reciclagem é crucial.
Atualmente, a reciclagem de lítio é um processo demorado, que utiliza produtos químicos agressivos e recupera menos de 5% do lítio originalmente usado. Essa baixa taxa de recuperação torna urgente o desenvolvimento de novas técnicas.
Para abordar esse desafio, a equipe da Universidade Rice começou utilizando solventes eutéticos profundos (DES), líquidos ecologicamente corretos que podem precipitar lítio e outros metais de uma solução.
Salma Alhashim, uma das autoras principais do estudo, explicou que a baixa taxa de recuperação de lítio ocorre porque ele geralmente é precipitado por último após todos os outros metais. A equipe utilizou uma mistura de cloreto de colina e etileno glicol, sabendo que durante a lixiviação neste DES, o lítio é cercado por íons de cloreto e extraído para a solução.
Recuperação de baterias velhas
Normalmente, para forçar a precipitação de metais, é necessário aquecer o composto, o que pode levar até 12 horas quando se usa um banho de óleo. No entanto, esse método pode causar a degradação do próprio lítio. Para acelerar o processo, os pesquisadores decidiram experimentar a radiação de micro-ondas. A cloreto de colina, que facilita o isolamento do lítio, é altamente eficaz na absorção de radiação de micro-ondas, permitindo que o processo ocorra quase 100 vezes mais rápido do que com um banho de óleo.
Os resultados foram impressionantes: os pesquisadores conseguiram precipitar o lítio em apenas 15 minutos, recuperando 87% do elemento. Sohini Bhattacharyya, outra autora principal e pós-doutoranda no Laboratório de Nanomateriais, comparou o uso de micro-ondas a um forno de micro-ondas de cozinha, que aquece os alimentos rapidamente. “A energia é transferida diretamente para as moléculas, fazendo com que a reação ocorra muito mais rápido do que os métodos de aquecimento convencionais”, disse Bhattacharyya.
Além disso, a técnica pode ser ajustada para recuperar outros metais, como cobalto ou níquel, tornando-a uma solução versátil e ecologicamente amigável. Pulickel Ajayan, autor correspondente do estudo, destacou que o método não apenas aumenta a taxa de recuperação, mas também minimiza o impacto ambiental, tornando-o uma promessa para sistemas de reciclagem em larga escala baseados em DES.
