El reciclatge de black mass és un procés que permet recuperar materials valuosos com el liti, el cobalt i el níquel de les bateries d’ions de liti esgotades. Aquests materials són essencials per a la fabricació de noves bateries, però el seu subministrament natural és limitat i la seva extracció directa comporta greus impactes ambientals. Aquest article explora la importància del reciclatge de black mass com a eina clau per impulsar una producció de materials sostenibles per a bateries.
Visió general del reciclatge de black mass
Quan les bateries d’ions de liti arriben al final de la seva vida útil, són recollides i processades per extreure els materials valuosos que contenen mitjançant el reciclatge de black mass.
El procés comença amb la recollida i tractament mecànic de les bateries, que es trituren o fragmenten per separar components com les làmines de coure i alumini. Això dona lloc a un material anomenat black mass, format principalment per substàncies com el liti, el cobalt, el níquel, el manganès i el grafit.
Aquest material residual se sotmet normalment a un procés hidrometal·lúrgia, en què es dissol en àcids o bases per extreure els metalls valuosos en etapes posteriors. Tècniques com l’extracció amb solvents, l’intercanvi iònic o la precipitació química permeten aïllar cada metall de manera selectiva.
En la fase final, els metalls recuperats es purifiquen mitjançant mètodes com l’electrodeposició o la cristal·lització, generant materials d’alta qualitat que es poden reutilitzar en la fabricació de noves bateries o altres productes tecnològics.
Beneficis ambientals i econòmics
L’extracció tradicional de metalls mitjançant mineria té un impacte ambiental significatiu. En canvi, el reciclatge de black mass redueix la necessitat d’explotar recursos naturals, contribuint a preservar els ecosistemes i minimitzant els efectes de l’activitat minera.
Per exemple, l’extracció de materials com el liti, el cobalt i el níquel requereix grans quantitats d’aigua i energia, i sovint provoca la pèrdua d’hàbitats naturals i la generació de residus tòxics. En canvi, el reciclatge permet recuperar aquests materials de bateries ja utilitzades, reduint dràsticament els impactes ambientals associats.
A més, el procés de reciclatge genera menys emissions de gasos d’efecte hivernacle. La mineria i el processament de materials verges són importants fonts de diòxid de carboni, mentre que el reciclatge consumeix molta menys energia, disminuint així la petjada de carboni de la producció de bateries. Aquesta optimització també redueix els costos de producció, eliminant la necessitat d’extreure materials des de zero.
Un estudi de 2020 va concloure que el reciclatge de bateries d’ions de liti pot reduir fins a un 98% les emissions de CO₂ i SOx, alhora que fomenta una economia circular basada en la reutilització i el reciclatge.
Tecnologies avançades en el reciclatge de black mass
Hydro-to-Cathode®: una solució sostenible
Innovacions com la tecnologia Hydro-to-Cathode®, desenvolupada per Ascend Elements, han revolucionat el reciclatge de black mass. Aquest mètode transforma el material reciclat en components d’alt rendiment per a bateries mitjançant un procés de síntesi directa de precursors.
Aquesta tecnologia elimina impureses, conserva els metalls valuosos i simplifica el procés, aconseguint reduir els costos fins a un 50% i les emissions de carboni en un 90%.
Mètode de flotació
Un estudi publicat el 2023 ha explorat la flotació com una tècnica més sostenible i econòmica per al reciclatge de bateries usades. Aquest mètode separa materials com el grafit i els òxids metàl·lics aprofitant les diferències en les seves propietats de humectabilitat.
A diferència dels mètodes tradicionals, com els processos hidrometal·lúrgies o pirometal·lúrgics, la flotació no requereix reaccions químiques ni consumeix grans quantitats d’energia, cosa que redueix els costos operatius i evita la generació de subproductes tòxics.
El futur del reciclatge de black mass en el sector dels vehicles elèctrics
El creixement accelerat del mercat dels vehicles elèctrics (EV) —amb més de 10 milions d’unitats venudes a tot el món el 2022— subratlla la necessitat de trobar alternatives sostenibles per a la producció de bateries.
L’ús de materials reciclats contribueix a reduir l’impacte ambiental de la fabricació de vehicles elèctrics i millora la sostenibilitat de tota la cadena de subministrament, fent aquests vehicles més atractius per als consumidors i les administracions públiques.
El desenvolupament de tècniques innovadores de reciclatge de black mass, combinat amb polítiques públiques que incentivin aquestes pràctiques, serà fonamental per disminuir la dependència de recursos naturals i abordar els reptes ambientals associats a l’ús massiu de bateries en el futur.