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Cambio Climático

El reciclaje de baterías de litio obtiene impulso

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El Departamento de Energía de los EE.UU. financia una compañía que recicla baterías de vehículos eléctricos.

  • por Tyler Hamilton | traducido por Jose Russo
  • 12 Agosto, 2009

El Departamento de Energía de los EE.UU. (D.O.E.) ha otorgado 9,5 millones de dólares a una compañía de California que planifica construir la primera planta de EE.UU. para el reciclaje de baterías de iones de litio de vehículos eléctricos.

Toxco, con base en la ciudad de Anaheim, dice que utilizará los fondos para expandir unas instalaciones existentes en Lancaster, Ohio (EE.UU), que actualmente recicla baterías de ácido y plomo y de hidruros de níquel que son usadas hoy en día en los vehículos híbridos eléctricos. 

Actualmente hay poca necesidad económica de reciclar baterías de iones de litio.  Muchas baterías contienen sólo pequeñas cantidades, en peso, de carbonato de litio y el material es relativamente barato comparado con la mayoría de los metales restantes. 

Pero algunos expertos consideran que tener infraestructura para el reciclaje apaciguará algunas preocupaciones que, en caso adoptar vehículos que usen baterías de iones de litio, alertan sobre la escasez del carbonato de litio y la dependencia de países como China, Rusia y Bolivia, quienes controlan el grueso de las reservas globales de litio.  "Ahora mismo el reciclaje de litio apenas paga, pero si la demanda aumenta y existen grandes oferentes de material usado, la situación puede cambiar," dijo Linda Gaines, una investigadora del Centro de Investigación y Desarrollo en Tecnología del Transporte del Laboratorio Nacional de Argonne. 

La ayuda otorgada por el DOE a Toxco puede parecer escasa —la semana pasada el DOE otorgó un total de 2.400 millones de dólares a compañías que desarrollan baterías y sistemas para vehículos eléctricos— pero lo cierto es que el proyecto se encuentra aún en su fase temprana. La venta de vehículos híbridos eléctricos y de vehículos eléctricos todavía no ha despegado y, aunque el Presidente Barack Obama ha prometido tener un millón de vehículos híbridos eléctricos en las carreteras de los EE.UU. para el 2015, es probable que transcurra una década antes de que se requiera una capacidad de reciclaje a gran escala.

Sin embargo, el demostrar la capacidad para reciclar, será clave para demostrar que los vehículos eléctricos son realmente “verdes”—tanto porque que su operación es libre de emisiones como porque son sostenibles en su diseño. "El manejo de estas baterías debe realizarse de manera ambientalmente responsable y de forma económica," dice Todd Coy, vice presidente ejecutivo de Kinsbursky Brothers, la compañía padre de Toxco. 

Toxco tiene cierta ventaja sobre aquellas compañías nuevas en el mercado.  La compañía ya es líder en el reciclaje de baterías en Norte América y ha estado reciclando baterías de litio de carga sencilla y recargables usadas en los artefactos electrónicos y en aplicaciones industriales desde 1992 en sus instalaciones canadienses en Trail, Columbia Británica.  "Ya estamos manejando el grueso de las baterías desde allí," dice Coy.

Las facilidades en Trail son también las únicas en el mundo que pueden manejar diferentes tamaños y químicas de baterías de litio. Cuando las baterías viejas llegan son enviadas al molido y son trituradas, permitiendo que con los componentes hechos de aluminio, cobre y acero puedan ser separados fácilmente.  Las baterías más grandes que aún pudieran contener cargas eléctricas son congeladas criogénicamente con nitrógeno líquido antes de ser trituradas; a -325 grados Fahrenheit, la reactividad de las celdas se reduce a cero. El litio es entonces extraído inundando las cámaras de la batería en un baño cáustico que disuelve las sales de litio, que son filtradas y usadas para producir carbonato de litio.  El lodo remanente es procesado para recuperar el cobalto, que es usado para hacer los electrodos de la batería.  Alrededor de un 95 por ciento del proceso es completamente automatizado.   

La subvención del DOE ayudara a Toxco a transferir el proceso de reciclaje de Trail a sus operaciones en Ohio, sentando la base para una planta avanzada de reciclaje de baterías de litio que pueda expandirse para ajustarse al crecimiento proyectado en el mercado de vehículos eléctricos en los EE.UU.  El fabricante de coches eléctricos Tesla Motors, al igual que la mayoría de los principales fabricantes, ya envía paquetes de baterías viejas o defectuosas a las facilidades de Toxco en Trail para su reciclaje. "Es muy importante para nosotros," dice Kurt Kelty, director de tecnologías para almacenamiento de energía en Tesla. "El reciclaje es un asunto clave y necesitamos hacerlo de forma correcta."

Pero Kelty dice que la ecuación económica del reciclaje depende mayormente de la química utilizada en las baterías de iones de litio. Añade que el litio es actualmente uno de los metales de menor valor.  Por ejemplo, el litio en un paquete de baterías del Tesla Roadster representaría alrededor de $140 de un sistema cuyo coste de reemplazo es de $36.000. Para muchas baterías de iones de litio, el litio representa menos de un 3 por ciento de los costes de producción. 

"La parte del litio es realmente un costo despreciable comparado con otros metales: níquel, cobalto, estos van a ser los grandes impulsores [del reciclaje]," dice Kelty, añadiendo que Tesla actualmente hace dinero reciclando solamente los otros componentes reciclables (sin litio) de sus baterías." Así que mientras hemos estado leyendo artículos sobre cómo la industria se quedará sin litio, hemos perdido totalmente el punto importante del asunto. Aún existe mucho litio." 

Los estimados varían, pero el cobalto se vende en el mercado por alrededor de 20 dólares por libra, comparado con 3 dólares por libra de carbonato de litio. El cobalto, un subproducto de la minería de níquel y cobre, es también escaso y la mitad de las reservas mundiales provienen de la Republica Democrática del Congo, una región políticamente inestable.   

Algunas químicas de iones de litio son menos coste-efectivas para el reciclaje.  Por ejemplo, las baterías de fosfato de hierro-litio producidas por los sistemas A123 no tienen un buen rendimiento en el reciclaje.  Los materiales menos costosos en las baterías A123 le proveen a la compañía una ventaja sobre los competidores, pero también hace sus baterías menos económicas para ser recicladas.  

La situación del litio podría cambiar.  La compañía consultora en investigaciones industrial Tru Group dice que la recesión global ha llevado a un gran excedente de litio en el mercado, manteniendo los precios bajos.  La consultora, sin embargo, espera que para el año 2013, la oferta y demanda estará balanceada otra vez y que el problema de abastecimiento puede ocurrir después del 2017. 

En el largo plazo, algunos observadores creen que la introducción en masa de los vehículos eléctricos e híbridos, combinado con el hecho de que muchas de las reservas de litio se encuentran en países extranjeros y potencialmente no amistosos, puede llevar a un gran ascenso en el precio del carbonato de litio. La preocupación es que eventualmente terminemos comercializando “crudo pico” por “litio pico”. 

Gaines esta siguiendo de cerca el asunto de la escasez.  Ella está supervisando un proyecto de cuatro años en Argonne que evaluará la demanda de materiales de las baterías de iones de litio y la infraestructura para el reciclaje en el largo plazo.  Gaines dice que la investigación hasta el momento demuestra que la demanda puede ser cubierta hasta el 2050, aún si las ventas de los vehículos crecen dramáticamente.  Pero el reciclaje va a ser crucial para ayudar a los EE.UU. a ser menos dependiente de las fuentes extranjeras de litio.  "Nosotros demostramos que el reciclaje puede aliviar potenciales tensiones en el suministro," dice ella.

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