PEM investiga pilas con un alto contenido de reciclado

Según el anuncio de PEM, el objetivo del proyecto, financiado por el Ministerio de Medio Ambiente, Conservación de la Naturaleza y Transporte del Estado de Renania del Norte-Westfalia, es investigar la producción y el funcionamiento de pilas con una proporción hasta ahora no alcanzada de más del 80% de material reciclado. Todo ello con un telón de fondo muy concreto: según PEM, para cumplir las cuotas mínimas de reciclado de material activo catódico (CAM) del Reglamento de la UE sobre baterías, es "esencial" reintroducir materiales reciclados en la producción de pilas.

El director de PEM, el profesor Achim Kampker, resumió el estado actual de la investigación: "Hasta ahora, los componentes reciclables de las celdas de las baterías de iones de litio sólo se han considerado individualmente y no se ha probado su interacción en nuevas baterías". Esto es precisamente lo que la Cátedra de Ingeniería de Producción de Componentes de E-Movilidad quiere cambiar ahora. Para ello, se van a seleccionar proveedores y rutas de proceso a lo largo de toda la cadena de valor de las baterías que cumplan los requisitos de los respectivos materiales de las baterías y mejoren la huella de carbono.

El reto aquí suele ser la pureza de los materiales reciclados. La comunicación cita el grafito como ejemplo, afirmando que el material del ánodo es "poco atractivo a partir de fuentes secundarias hasta la fecha". Esto se debe al deterioro de la morfología del material activo al final de su vida útil, al aumento de la contaminación, por ejemplo por aglutinantes, y a los retos tecnológicos y económicos. Y se dice que el procesamiento del grafito reciclable es extremadamente costoso, sobre todo si se compara con el material nuevo.

Actualmente, los proyectos de reciclaje tienden a centrarse en los CAM porque sus materias primas son valiosas. Pero incluso ahí quedan cuestiones sin resolver en la investigación. "La industria mundial de las pilas ya utiliza algunas sales metálicas recicladas como el sulfato de níquel y cobalto o el hidróxido de litio, pero no se conoce del todo el comportamiento exacto de los materiales en la célula de la pila -por ejemplo, el envejecimiento, la seguridad y la pureza necesaria-", afirma el profesor Heiner Heimes, miembro de la dirección de la PEM.

Para cumplir las cuotas de reciclaje y lograr una economía circular sostenible, en el futuro también habrá que reciclar los componentes inactivos de una pila: por ejemplo, las láminas portadoras de los materiales activos de aluminio y cobre, así como la lámina separadora. "de la economía circular, también es necesario reciclar los componentes inactivos. "Aunque el reciclaje de la mayoría de los componentes de las pilas ya es técnicamente posible, todavía no se ha fabricado ninguna pila que contenga al menos un 80% de material reciclado", afirma Kampker. El proyecto 'Kreislauf.IN.NRW' pretende conseguirlo y desarrollar una ruta de proceso escalable. Por parte de la industria participan las empresas 'NEUMAN & ESSER', 'Accurec Recycling', 'Iondrive EU' y 'Constantia Patz'.

Los objetivos de investigación de 'Kreislauf. IN.NRW' incluyen investigar las interacciones entre los parámetros del proceso en la recuperación hidrometalúrgica y la calidad del material de los reciclados (pCAM/CAM) y "desarrollar procesos de síntesis reproducibles para materiales NMC a partir de materias primas secundarias con un control específico de la morfología de las partículas, la estequiometría y las impurezas residuales". A continuación, se evaluará el rendimiento electroquímico de estos materiales para deducir "los límites de tolerancia de las impurezas en el litio, el níquel, el cobalto y el manganeso reciclados en comparación con las materias primas primarias". El objetivo es establecer una base de datos científicamente sólida para relacionar los parámetros de proceso, material y rendimiento.

El proyecto comenzó oficialmente el 1 de octubre de 2025 y está previsto que se prolongue hasta el 30 de septiembre de 2028.

rwth-aachen.de (anuncio), rwth-aachen.de (página del proyecto)

Este artículo fue publicado por primera vez por Sebastian Schaal para la edición alemana de electrive.