Oriana Barrios Torres defenderá su Tesis Doctoral en Química

El martes 25 de julio de 2023 la licenciada Oriana C. Barrios Torres, defenderá su tesis doctoral que tiene como título “Recuperación de los metales Li, Co y Mn contenidos en las baterías ion-litio agotadas usando un proceso combinado que incluye la pirometalurgia de cloración en una de sus etapas” , con la dirección  del doctor Pablo Orosco, y la co-dirección del doctora Lucía Barbosa.

La defensa para optar por el título de Doctora en Química (F.Q.B.F-UNSL) se desarrollará a partir de las 9 hs. en el Aula 44 de Posgrado de la Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia (F.Q.B.F.), ubicada en el  Bloque I del edificio del Rectorado de la Universidad Nacional de San Luis

Oriana C. Barrios Torres: Se graduó con el título de Licenciada en Educación Química en el  año 2012. En  en el año 2013 comenzó una maestría de Química Analítica  en el Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (IVIC) con un avance  del  90%. En el año 2017 vino a Argentina desde Venezuela  para comenzar el Doctorado en Química en la Universidad Nacional de San Luis. En el INTEQUI (Instituto de Investigaciones en Tecnología Química) cumple funciones de investigación en l Grupo de Metalurgia Extractiva.  Además es profesora  de Química de dos escuelas públicas de San Luis.

Director de tesis

Dr. Pablo Orosco

Investigador Adjunto CIDMEJu-CONICET (Centro de Investigación y Desarrollo en Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energía de Jujuy). Línea de investigación: Metalurgia Extractiva.

Co-directora

Dra. Lucia Barbosa

Investigadora Asistente INTEQUI-CONICET. Línea de investigación: Metalurgia Extractiva y síntesis de materiales para baterías de ion litio.

Resumen de divulgación

Las baterías de ion-litio son baterías recargables que se utilizan como fuente de energía para teléfonos celulares, notebooks, tablets y herramientas portátiles. En los últimos años la demanda de estas baterías aumentó considerablemente debido a su uso en vehículos eléctricos. El problema surge cuando estas finalizan su vida útil y se debe decidir qué hacer con ellas. Hoy en día, las baterías agotadas son arrojadas a basurales urbanos o vertederos causando contaminación de suelos y aguas subterráneas.

Se pronostica que para el año 2030, el número mundial de baterías agotadas alcanzará los 2 millones de toneladas al año. El reciclaje es una alternativa prometedora de solución a este problema ya que su aplicación evita la generación de impactos ambientales y a la vez permite recuperar litio, cobalto, manganeso y níquel que son metales valiosos y ampliamente usados en aplicaciones industriales. De esta manera se evita también el consumo de los recursos primarios o naturales de dichos metales.

En este trabajo de tesis se desarrolló un proceso de reciclaje de las baterías de ion litio por medio de un tratamiento térmico de cloración. Este proceso es simple y económico, puesto que requiere de un horno eléctrico como equipo principal y agentes clorantes que son abundantes en nuestro país.  Los resultados obtenidos en la tesis demostraron que este proceso desarrollado es efectivo para la recuperación de los metales como: litio, cobalto, manganeso y níquel en forma de cloruros a partir de los óxidos mixtos contenidos en el cátodo de las baterías de ion litio agotadas.

Desarmado de baterías de ion litio agotadas

Resumen académico-científico

El reciclaje de baterías de iones de litio agotadas (SLIB) se ha vuelto cada vez más necesario por causa del aumento de residuos de baterías que se genera cada año. Se pronostica que para 2030, el número mundial de SLIB alcanzará los 2 millones de toneladas al año. Este aumento se debe a la aplicación de las LIB en diversos aparatos electrónicos y al rápido avance tecnológico con mejoras en el almacenamiento electroquímico. 

Actualmente, las SLIB son desechadas, en vertederos urbanos y basureros comunitarios, y con el tiempo se degradan y liberen compuestos tóxicos y gases de efecto invernadero a la atmósfera y metales que pueden infiltrarse en aguas subterráneas y suelos, lo que provoca una grave contaminación ambiental, además de afectar a la salud humana. Es por ello por lo que es imprescindible realizar una gestión adecuada de las SLIB que involucre la recolección, clasificación y reciclaje.

Este trabajo de tesis estuvo orientado al estudio del reciclado de los metales valiosos Li, Co, Ni y Mn, contenidos en el cátodo (MSO) de las SLIB mediante un proceso pirometalúrgico de la cloración. También, otros materiales de las SLIB fueron recuperados en el desmantelamiento de estas baterías, como la carcasa metálica, las láminas de Cu y Al, y el grafito del ánodo. Particularmente, los ensayos de cloración llevados a cabo en la tesis consistieron en calcinaciones de óxidos simples en corriente de Cl2/N2 (50 %v/v), calcinaciones de la MSO en flujo de Cl2/N2 (75 % v/v) y calcinaciones en atmósfera de aire de la MSO usando MgCl2 como agente clorante en una proporción 40/60 %(p/p). Los resultados obtenidos en la tesis demostraron que la cloración es una metodología efectiva para la recuperación de litio, cobalto, manganeso y litio como cloruros a partir de los óxidos mixtos contenidos en el cátodo de las SLIB.

Desmantelado de baterías de ion litio agotadas

Jurado

Dr. Raúl Andrés Gil: Área de Análisis de vestigios y especiación elemental con espectrometrías atómicas. Instituto de Química de San Luis (INQUISAL-CONICET).

Dra. Fabiana Cristina Gennari: Área de hidrógeno, litio, energía. Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA). 

Dra. Ana Ester Bohé: Área de tratamiento de residuos metálicos, producción de hidrógeno y generación de energías limpias.  Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA).