Científicos reviven las baterías viejas de los celulares con un método químico

Investigadores japoneses desarrollaron una técnica que promete revolucionar el reciclaje de baterías de iones de litio, incrementando su vida útil hasta un asombroso 80% de su capacidad original después de haberse considerado totalmente gastadas.

Recordemos que la demanda de estos dispositivos que almacenan energía está en auge debido a su amplia aplicación en electrónicos y vehículos eléctricos, por lo que la búsqueda de métodos eficientes y sostenibles para regenerar baterías gastadas ha cobrado una importancia crucial

De hecho, este avance publicado en la revista científica Joule, representa un hito en la lucha contra los problemas ambientales y económicos asociados con el desecho prematuro de las baterías.

El equipo liderado por Nobuhiro Ogihara, de los Laboratorios Centrales de I+D de Toyota Inc., fue el encargado del desarrollo de este proceso para la regeneración de baterías mediante la inyección de un reactivo de recuperación.

Se trata de un tratamiento químico a base de naftaleniuro de litio, una sustancia que, tras ser probada en distintas composiciones y concentraciones, demostró ser capaz de restaurar la capacidad de almacenamiento de las baterías.

“La eficacia del sistema se verificó no solo con baterías de pequeño tamaño para uso en laboratorio, sino también con baterías de gran tamaño para uso en automoción”, afirmó Ogihara, destacando la versatilidad de la técnica desarrollada.

Este método promete no solo recuperar la capacidad de las baterías sin deterioro a lo largo de los ciclos, sino también representar la ruta más corta para la regeneración de baterías, ofreciendo nuevas opciones para sistemas circulares de baterías.

Esta propuesta para regenerar baterías mediante la inyección de reactivos recuperados que abordan directamente la pérdida de iones portadores, busca evitar pasar por los procedimientos convencionales de reciclaje y remanufactura, lo que reduce considerablemente el consumo energético y el impacto ambiental.

Tradicionalmente, el reciclaje de baterías Li-ion implica desmontar y separar las baterías gastadas, seguido de la recuperación de materiales a través de métodos hidro o pirometalúrgicos, para finalmente resintetizar los materiales del electrodo. En contraste, la nueva propuesta simplifica estos pasos al recuperar las baterías mediante un único proceso.

La investigación también destaca el uso de arenidos de litio (Li-arenidos) como reactivos de recuperación, cuyo potencial de reacción se ajusta mediante el efecto de la constante dieléctrica de solvatación, evitando la degradación de componentes críticos de la batería como el ánodo de grafito.

Recordemos que uno de los aspectos críticos del deterioro de la capacidad en baterías Li-ion a largo plazo es la pérdida de iones portadores, a menudo exacerbada por condiciones extremas de temperatura y el consumo irreversible de iones Li+ debido a la formación de una interfaz sólido-electrolito (SEI) en el anodo.

“Quién sabe si en diez años nuestros móviles llevarán baterías de este tipo que funcionen a la más absoluta perfección”, comentan desde Toyota, reflejando un optimismo cauteloso sobre el impacto a largo plazo de estas investigaciones. El equipo ha solicitado ya una patente para su innovador método y ha recibido apoyo tanto de empresas privadas como de entidades públicas, incluyendo la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía de Estados Unidos.

No obstante, los científicos reconocen limitaciones en su técnica, que no es aplicable a baterías con daños por deficiencias estructurales. Esto sugiere que no se trata de una solución universal y que se debe continuar explorando más a fondo las composiciones y concentraciones de los reactivos utilizados para posibilitar una recuperación más completa.

En paralelo a este hallazgo, un grupo de investigadores de la Universidad Cornell descubrieron el potencial del indio, un metal blando, para crear baterías que no comprometen capacidad de almacenamiento por velocidad de carga.

Aunque presenta desafíos debido a su peso, el equipo de Cornell sigue buscando alternativas más ligeras que ofrezcan características similares, lo que podría significar un avance complementario en el desarrollo de tecnologías de baterías más eficientes y duraderas.