La Green Science Alliance abre un laboratorio suizo de reciclaje de baterías
La empresa japonesa de química y tecnología ecológica ha abierto un laboratorio de reciclaje de baterías en el Parque de Innovación de Suiza Biel/Bienne (SIPBB), en el cantón de Berna. En colaboración con el Centro Suizo de Tecnología de Baterías, la compañía tiene como objetivo recuperar el material del cátodo de las baterías de iones de litio usadas, que pueden reutilizarse directamente en nuevas celdas. Se pretende eliminar el proceso de separación por metales individuales.
El laboratorio fue inaugurado el lunes, con la asistencia del CEO de GSA, Ryohei Mori, y del director de SBTC, Christian Ochsenbein. Con sede en Kawanishi, Japón, GSA se especializa en áreas como los puntos cuánticos, las estructuras metaloorgánicas (MOFs) y los disolventes eutécticos profundos. Biel servirá como puerta de entrada de la empresa al mercado europeo. SBTC, por su parte, se ocupa del análisis de materiales, la fabricación de electrodos, el desarrollo y pruebas de celdas de batería, así como del reciclaje.
Masa negra como materia prima
El foco está en la llamada masa negra. Cuando las baterías al final de su vida útil se trituran y se procesan mecánicamente, queda un polvo oscuro. Este contiene los materiales activos que almacenan y liberan energía dentro de la celda. En el reciclaje convencional, se extraen metales individuales como el litio, el níquel o el cobalto utilizando ácidos o álcalis. Luego se requieren varios pasos adicionales de procesamiento para volver a producir el material del cátodo. La variabilidad de la masa negra —dependiendo de la química de la celda, la edad de la batería y el método de procesamiento— está siendo estudiada en el proyecto de investigación SHERLOCK, cuyo objetivo es desarrollar estándares de calidad para la masa negra.
GSA tiene como objetivo acortar esta cadena. En lugar de descomponer el material del cátodo de la masa negra en sus elementos constitutivos, la empresa reprocesa el material y lo reutiliza directamente. Los expertos denominan esto reciclaje directo. Este enfoque tiene como finalidad ahorrar pasos de procesamiento y recursos. Si tiene éxito, la producción de nuevas baterías requeriría menos materias primas extraídas recientemente. Sin embargo, los socios no han revelado los detalles exactos del proceso.
Ya se dispone de los resultados iniciales: las baterías con material de cátodo regenerado desarrollado por GSA alcanzaron más del 90 por ciento de la capacidad inicial de baterías comparables con material de grado comercial. Aunque esto suena prometedor, se trata de una cifra de laboratorio proporcionada por los participantes. Falten detalles sobre el número de ciclos de carga, el formato de las celdas o mediciones independientes. La tecnología se está desarrollando para baterías de níquel-manganeso-cobalto y de fosfato de hierro-litio (LFP). En particular, para las celdas LFP es crucial contar con un método económico, ya que no contienen ni níquel ni cobalto, lo que hace que la recuperación de los metales individuales sea mucho menos viable desde el punto de vista económico.
Un estudio de viabilidad
La división del trabajo en Biel está claramente definida: GSA aporta su tecnología de reciclaje, mientras que SBTC —uno de los cuatro centros de investigación aplicada del SIPBB— proporciona conocimientos especializados, infraestructura y espacio de laboratorio. Juntos, los socios examinarán los materiales procesados, fabricarán electrodos y celdas a partir de ellos y realizarán pruebas. El objetivo final es determinar si el proceso puede escalarse a nivel industrial.
Hasta ahora, la financiación pública ha sido modesta. La primera fase se financia mediante un Cheque de Innovación de la agencia suiza de financiación Innosuisse. Este cubre los costos de un socio de investigación suizo hasta 15,000 francos suizos (aproximadamente 16,200 euros) y está destinado a estudios de viabilidad que deben completarse en un plazo de seis meses. Los propios socios lo describen como el primer paso hacia una investigación conjunta.
Europa necesita materiales reciclados
La exigencia es clara. El Reglamento de Baterías de la UE establece tasas más altas de recuperación para el litio, el níquel y el cobalto, así como proporciones mínimas de materiales reciclados en las baterías de los vehículos nuevos a partir de agosto de 2031. Sin embargo, el reciclaje sigue siendo económicamente complicado: según el estudio Safeloop de la UE, las pérdidas actualmente ascienden a unos 1,90 euros por kilogramo de batería. Los procesos con menos pasos podrían ofrecer una solución. Los socios sostienen que, a gran escala, su método también reduciría la dependencia de las materias primas extraídas recientemente y haría que las cadenas de suministro de baterías en Europa fueran más resilientes.
Las instituciones de investigación también buscan socios más allá de las fronteras. Por ejemplo, el Fraunhofer FFB en Münster firmó cartas de intención con socios surcoreanos a principios de octubre, abordando temas como el reciclaje y la implementación del Reglamento de Baterías de la UE. GSA pretende utilizar la red de SIPBB para llevar su tecnología del laboratorio a la industria. Queda por ver si también se puede lograr un 90 % de rendimiento con cantidades mayores.