Page 34 - Revista EAA - Edição 96

ELETROMOBILIDADE

Pesquisadores
do Laboratório
de Reciclagem,
Tratamento
de Resíduos
e Metalurgia
Extrativa da USP

Gráfico 1.
Benefícios
ambientais da
reciclagem

Figura 3. Redução de uso de
Processo de reciclagem de baterias em escala laboratorial cobalto em novas químicas

materiais em condição de ligas metálicas e escória, impos- utilizados na fabricação de baterias, com tendência de aumen- Apesar das inúmeras vantagens, o uso de baterias em se-
3
sibilitando o uso direto do que foi reciclado na fabricação to. O lítio utilizado na fabricação das baterias deve estar na gunda vida também implica maiores riscos, uma vez que há
2
de novas baterias. Apesar das desvantagens ambientais, o forma de carbonato ou hidróxido. Porém, caso o processo de escassez de informação sobre o nível de degradação das ba-
processo ainda é um dos mais adotados pela indústria por lixiviação não contemple a recuperação do metal em algumas terias em fim de primeira vida. Após vários ciclos de carga e
apresentar elevada flexibilidade quanto às químicas de ba- destas composições, isso pode comprometer a circularidade da descarga, dendritos de lítio podem ter se formado no anodo de
terias a serem processadas simultaneamente. cadeia e, portanto, a sustentabilidade da eletrificação veicular. baterias, o que pode promover curto-circuito interno e a con- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Bove, T. A top lithium expert agrees with Elon Musk that
6
Recentemente, a hidrometalurgia tem se destacado como A mineração dos metais utilizados na fabricação de ba- sequente falha catastrófica do sistema. Em caso de sobrecarga
there’s not enough of the crucial metal to meet booming
um processo promissor para a reciclagem de baterias. A téc- terias de íons de lítio também demanda uso considerável ou sobreaquecimento, o eletrólito das baterias também pode
demand. Fortune, 2022.
nica consiste na lixiviação do material catódico das baterias de energia e recursos naturais. A reciclagem das baterias se decompor, formando gases que se expandem no interior
2. Velázquez-Martínez, O. et al. A critical review of lithium-
em meio aquoso. O processo ocorre em baixas temperaturas, pode contribuir significativamente nesse quesito. Como da bateria e podem provocar sua explosão. Sendo o eletrólito ion battery recycling processes from a circular economy
apresenta taxas típicas de recuperação de materiais próximas exemplo, cita-se a extração de lítio em salares, que consiste inflamável, os acidentes resultantes podem apresentar gran- perspective. Batteries, v. 5, n. 4, p. 68, 2019.
a 95% e resulta em menor impacto em termos de emissões na principal rota de exploração desse elemento mineral na des proporções. Como as baterias em segunda vida são mais 3. Statista. Distribution of lithium end-usage worldwide in
2
de gases do efeito estufa. Contudo, processos hidrometalúr- América Latina. A atividade consome mais de 2.000 litros propensas a falhas por crescimento dendrítico ou degradação 2021, by area of application. Statista, 2022.
4
gicos geralmente apresentam baixa versatilidade, não permi- de água por quilograma de lítio extraído. O consumo de do eletrólito, cuidados adicionais devem ser tomados com elas, 4. Hirschlag, A. Lithium batteries’ big unanswered question.
tindo o processamento simultâneo de baterias de diferentes água durante o processo de reciclagem, em contrapartida, é sendo indispensável o desenvolvimento de processos para ava- BBC, 2022.
químicas, o que pode limitar eventuais ganhos de escala. três ordens de grandeza inferior. 5 liação de sanidade das baterias. Tupy e Senai Eletroquímica 5. Samarukha, I. Recycling strategies for end-of-life li-
ion batteries from heavy electric vehicles. Universitat
Pensando nisso, a Tupy e a Universidade de São Paulo Embora a destinação final correta inclua obrigatoria- iniciaram projeto Embrapii em 2022 com esse intuito.
Politècnica de Catalunya, 2020.
estão desenvolvendo em parceria uma solução hidrometa- mente a reciclagem, algumas baterias podem ter uma so- Embora baterias veiculares possam ser estocadas por
6. Deng, J. et al. Simulation study on internal short circuit
lúrgica flexível para reciclagem de baterias de íons de lítio. brevida após seu primeiro uso em veículo. Isso ocorre por- longos períodos, atenção especial também deve ser dada às
of lithium ion battery caused by lithium dendrite. Materials
Envolvendo 15 pesquisadores e R$ 4 milhões de investi- que as baterias de veículos elétricos geralmente possuem condições de armazenamento desses componentes. Bate- Today Communications, n. 31, 103570, 2022.
mento, o processo a ser demonstrado em escala industrial, entre 70% e 80% de capacidade residual de carga ao térmi- rias de diferentes químicas apresentam diferentes restrições 7. Gaines, L. et al. Direct recycling R&D at the ReCell center.
em 2023, combina alta taxa de recuperação dos minerais e no de sua primeira vida. Caso sejam reutilizadas em outras em termos de estado de carga e temperatura ideal de arma- Recycling, v. 6, n. 2, p. 31, 2021.
baixa emissão de CO com a flexibilidade típica de proces- aplicações, elas podem ser chamadas de baterias de segunda zenamento. Portanto, esses fatores devem ser considerados
2
sos pirometalúrgicos. vida. Elas apresentam impactos ambientais reduzidos e são para garantir a segurança na estocagem de baterias.
Uma vantagem adicional da hidrometalurgia consiste na alternativas de menor custo em relação às baterias novas. Baterias são elementos-chave para a eletrificação de sis- *Rafael Obara, especialista de P&D e Novos Negócios da Tupy S.A.,
possibilidade de recuperação dos metais na forma de sais, Porém, por terem menor densidade energética, elas são temas. Contudo, o pleno potencial da eletrificação veicular engenheiro mecânico e doutor pela Escola Politécnica da USP.
facilitando sua reutilização na fabricação de novas baterias. mais adequadas a aplicações estacionárias, como em gera- só poderá ser alcançado por meio de soluções inovadoras
Contudo, atenção especial deve ser dada à recuperação do lí- ção e distribuição de energia, em peak shaving ou em esta- em gestão de fim de vida para as baterias, o que deve incluir André Ferrarese, diretor de P&D e Novos Negócios da Tupy S.A.,
tio. Atualmente, três quartos do lítio extraído globalmente são ções de recarga off-grid para veículos elétricos. tanto o uso em segunda vida quanto a reciclagem. n engenheiro mecânico e mestre pela Escola Politécnica da USP.
34 outubro/novembro/dezembro outubro/novembro/dezembro 35