Integrantes del INTEQUI patentan una novedosa técnica para reciclar baterías

 El procedimiento patentado es único en el mundo

La técnica patentada permite la recuperación de baterías de fosfato de hierro y litio, utilizadas para  almacenamiento de energía, aplicaciones industriales y vehículos eléctricos. El enfoque del trabajo implica la recolección, clasificación y reciclaje de esas baterías, con el objetivo de reducir el impacto ambiental.  

El Instituto Nacional de la Propiedad Industrial Argentina (INPI) a través del CONICET otorgó una patente de invención de un nuevo procedimiento de extracción de litio a partir de baterías de fosfato de hierro y litio agotadas(LiFePO4). La invención patentada pertenece a las doctoras Lucía Barbosa y Oriana Barrios del Grupo de Metalurgia Extractiva del INTEQUI (Instituto de Investigaciones en Tecnología Química) y al  doctor Pablo Orosco del CIDMEJu (Centro De Investigación en Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energía de Jujuy ).

Las patentes son otorgadas para una variedad de invenciones, que pueden incluir nuevos productos, procesos, máquinas, dispositivos, compuestos químicos y mejoras significativas sobre invenciones existentes. “En este caso, el procedimiento de recuperación de litio en las baterías de LiFePO4 es único en el mundo”- afirman las investigadoras Lucía Barbosa y Oriana Britos del INTEQUI.

La recuperación del litio de las baterías de fosfato de hierro y litio, tiene como finalidad disminuir el uso de recursos naturales primarios, y evitar el impacto ambiental ocasionado por la disposición final de las baterías agotadas en basurales o vertederos.

Otro de los objetivos del procedimiento, es emplear el litio recuperado como materia prima para nuevas baterías (LiFePO4) o para la fabricación de otros materiales a base de litio. Desde una mirada socio-ambiental el equipo de investigación, fomenta la reutilización de estos metales a través de la fabricación de nuevas baterías u otros materiales basados en litio.

Si bien los ensayos realizados son a escala de laboratorio, el grupo de investigación considera la factibilidad de aplicarlo a escala industrial, a través de equipos de mayor capacidad: “Por lo tanto, esta tecnología puede ser licenciada a cualquier empresa de reciclaje interesada en implementarla a gran escala”- afirman

Entrevista

Dra. Oriana Barrios y Dra. Lucía Barbosa

(INTEQUI-CONICET-UNSL)

¿Existen otros procesos de recuperación similares, y con el mismo objetivo?

Aunque existen procesos hidrometalúrgicos que emplean ácidos inorgánicos, orgánicos y bases para recuperar litio de estas baterías, el método que hemos desarrollado es diferente. Nuestra innovación implica un enfoque pirometalúrgico novedoso.

¿Esta invención patentada, además de un procedimiento es una técnica?

Procedimiento y técnica son términos relacionados pero distintos en el contexto de lo que sea aplicado, mientras que un procedimiento se refiere a una secuencia de pasos específicos, una técnica se refiere a un enfoque general o método utilizado para realizar una tarea, que puede incluir varios procedimientos.

En el caso de esta patente, los experimentos llevados a cabo se realizaron varios procedimientos, para finalmente llegar al proceso de recuperación del litio. De esta manera podemos decir que la patente que hemos presentado es una técnica puesta a punto para la recuperación de este metal.

¿Cuánto tiempo les demandó esta investigación hasta lograr la patente?

Para los ensayos experimentales se llevó un tiempo aproximado de dos meses: Luego la escritura del manuscrito para presentarlo como patente demandó un mes, y posteriormente el ingreso al área de patentes CONICET y su posterior evaluación tardó seis meses. Finalmente, el 25 de marzo de 2024 salió la patente aceptada y registrada por CONICET.

Desde el entramado social y de medioambiente, ¿qué les impulsa a trabajar esas temáticas?

El reciclaje de baterías de iones de litio (LIBs) agotadas se ha vuelto cada vez más necesario por causa del creciente volumen de residuos de baterías que se genera cada año. Este incremento se debe al uso extendido de las LIBs en diversos aparatos electrónicos, así como al rápido avance tecnológico que mejora el almacenamiento electroquímico. Actualmente, las LIBs agotadas suelen ser desechadas en vertederos urbanos y basureros comunitarios. Con el tiempo, se descomponen, liberando compuestos tóxicos y gases de efecto invernadero a la atmósfera, además de metales que pueden contaminar las aguas subterráneas y suelos, lo que resulta una seria amenaza para el medio ambiente y la salud humana. Es por ello, que nuestros grupos, el Laboratorio de Metalurgia Extractiva de INTEQUI y el Grupo de Metalurgia Extractiva de CIDMEJu, nos hemos centrado en la búsqueda y desarrollo de procesos para la recuperación de diversos metales a partir de las LIBs agotadas. Nuestro enfoque implica la recolección, clasificación y reciclaje de estas baterías, con el objetivo de reducir el impacto ambiental provocado por el ciclo de vida de las baterías y fomentar la reutilización de estos metales en la fabricación de nuevas baterías u otros materiales basados en litio.

¿Cómo piensan aplicar de manera concreta ese procedimiento?

Se ha propuesto un procedimiento para la recuperación del litio en las baterías de LiFePO4 utilizando diferentes agentes clorantes. Estos ensayos han sido realizados a escala laboratorio, pero es muy factible su aplicación a escala industrial mediante el uso de equipos de mayor capacidad. Por lo tanto, esta tecnología puede ser licenciada a cualquier empresa de reciclaje interesada en implementarla a gran escala.

¿ Dónde se encuentran estas baterías?

Las baterías de fosfato de hierro y litio (LiFePO4) son un tipo de batería recargable de iones de litio que utiliza fosfato de hierro y litio como material catódico.

Tienen varias ventajas sobre otras tecnologías de baterías de iones de litio, como una mayor estabilidad térmica y una menor tendencia a la combustión. Estas baterías se encuentran en una variedad de equipos y aplicaciones, incluyendo:

Vehículos eléctricos (automóviles, bicicletas eléctricas, motos, etc.):  Las baterías LiFePO4 son populares en vehículos y motos eléctricos debido a su alta densidad de energía, larga vida útil y alta seguridad.

Almacenamiento de energía residencial y comercial: Se utilizan para almacenar energía generada por paneles solares u otras fuentes renovables para uso doméstico o comercial.

Sistemas de respaldo de energía: Se utilizan en sistemas de respaldo de energía para proporcionar energía de emergencia en caso de cortes de energía.

Aplicaciones industriales: Se utilizan en una variedad de aplicaciones industriales, como equipos de telecomunicaciones, sistemas de iluminación de emergencia, equipos médicos portátiles, etc.

Dra. Lucía Barbosa: Orianabarrios2511@gmail.com

Dra. Oriana Barrios: lucia.ib100@gmail.com

Grupo Metalurgia Extractiva

INTEQUI - Instituto de Investigaciones en Tecnología Química

CONICET-UNSL