La tecnología que revolucionará el campo: reciclan baterías de litio para convertirlas en fertilizantes baratos

En la Unión Europea se espera que el mercado de fertilizantes alcance los 72 millones de toneladas en 2035. Estos podrían obtenerse de componentes electrónicos que se encuentran con facilidad, todas las baterías de litio que usan teléfonos, ordenadores o coches eléctricos.

La mejora de capacidad y eficiencia de las baterías no es el único objetivo que se ha marcado la industria tecnológica desde el inicio de la década. Hace más de cinco años se planteaba la necesidad de potenciar el reciclaje de las mismas sabiendo que estas tendrían un peso clave en la descarbonización del transporte, así como el crecimiento de muchos otros mercados tecnológicos.

Así han surgido firmas como Li-Cycle o Lithion capaces de extraer los minerales que forman estas baterías para recuperar un alto porcentaje. Aun así, “actualmente, reciclar las baterías cuesta más que el valor de lo que recuperamos”, explica Deyang Qu, profesor de ingeniería mecánica en la UWM.

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Su equipo ha desarrollado un proceso por el cual proponen convertir los componentes más valiosos y utilizarlos como fertilizante. "Si podemos convertir esos elementos en fertilizante, no solo reduciremos los residuos, sino que también apoyaremos la agricultura en Wisconsin y más allá”, dice Qu.

Estas baterías son clave para el avance de energías verdes y la reducción del uso de combustibles fósiles. Sin embargo, cuando llegan al final de su vida útil, estos componentes también plantean desafíos ambientales.

Métodos de reciclaje

La eliminación de estos componentes eléctricos es costosa. Las baterías de iones de litio contienen metales valiosos como litio, cobalto, níquel y manganeso. Su extracción no solo es cara, sino también perjudicial para el medioambiente.

De ahí, que el reciclaje permita la reutilización de estos componentes y frenar el daño que se causa con su extracción. La UE ha adoptado una normativa que obliga a reciclar materiales como el litio en un 50% para finales de 2027, mientras que el cobalto y otros minerales se ha fijado en un 90%.

Un coche eléctrico cargándose. Michael Fousert/Unsplash Omicrono

El proceso tradicional de reciclaje empieza por la descarga por completo de la batería para garantizar que se pueda manipular con seguridad. Tras la trituración de los metales, se aplican procesos químicos para extraer los del litio, cobalto, níquel y cobre, los elementos más valiosos.

La hidrometalurgia y pirometalurgia son los procesos más comunes. La primera, por ejemplo, aglutina una gran variedad de técnicas que separan los metales una vez han sido disueltos en iones en una solución acuosa. La técnica más importante es el colado, el cual consigue disolver selectivamente el mineral deseado.

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Los metales recuperados en este proceso se purifican y refinan para volver a convertirlos en las materias primas que se requieren para la nueva producción de baterías u otros posibles usos. No solo la industria automovilística demanda estas tierras raras. También son necesarias para los teléfonos móviles como el que muy posiblemente se esté usando para leer este artículo.

Convertidas en fertilizantes

Aunque el sistema planteado por la Universidad de Wisconsin-Milwaukee (UWM) no ofrece su aplicación en la fabricación de una nueva batería de litio, sino en un bien muy necesario en el campo. En el mercado europeo se venden principalmente fertilizantes industriales de tres grandes clases: nitrogenados, fosfatados y potásicos.

Imagen de archivo de un agricultor revisando sus cultivos Freepik Omicrono

El equipo ha podido recuperar litio de los materiales LFP y reemplazarlo con potasio. A este proceso se le conoce como intercambio iónico. Los elementos restantes son fósforo, potasio y nitrógeno, los cuales son materiales clave para crear fertilizantes. El proceso se consigue añadiendo una solución rica en sales potásicas. Los materiales del cátodo, compuestos por fosfato de litio, se transforman en fosfato de potasio.

Beetrometer. Plain Concepts Omicrono

El fósforo proviene directamente del fosfato que se encuentra en las baterías LFP, mientras que el potasio se incorpora durante el proceso de reciclaje. Por su parte, el nitrógeno no es un componente que se pueda encontrar dentro de estos elementos electrónicos, pero se puede añadir después a la mezcla final para conseguir este nuevo fertilizante.

Una de las ventajas de esta innovación está en la sencillez de su sistema, no requiere extraer componentes de minas lejanas, lo que supone menos emisiones y menos coste energético. Este proceso tampoco implica el uso de hornos de alta temperatura, al estar ya procesados los materiales no se requiere consumir una energía excesiva.

Maquinaria de Fertiberia. Fertiberia.

Aunque este proyecto no persigue como última meta la fabricación de nuevas baterías de litio con las que seguir contribuyendo a la industria, sí podrían servir de solución a la demanda de minerales necesarios para fabricar fertilizantes. Estos se importan en su mayoría, por ejemplo, Rusia es uno de los mayores exportadores de fertilizantes a los 27 países de la UE.

Con el respaldo del Departamento de Agricultura de EEUU, el equipo ya ha demostrado que la idea funciona. El siguiente paso, como indican en el comunicado oficial, es probar el fertilizante producido en plantaciones.

Explican que ya están preparando un ensayo con cultivos de tomate en una hectárea de terreno. De que los resultados sean comparables o mejores que los fertilizantes tradicionales, depende que el proyecto siga adelante captando el interés del sector agrícola.