Resumo:
Com o rápido crescimento da propriedade global de veículos elétricos, o processamento e a reciclagem de baterias desativadas tornaram-se uma questão central enfrentada pela ecologia industrial. Uma equipe de cientistas desenvolveu recentemente com sucesso uma nova tecnologia de reparo direto que pode restaurar o desempenho elétrico de baterias antigas para mais de 95% de sua capacidade original, sem esmagá-las e desmontá-las completamente em seus elementos originais.
Espera-se que esta conquista não apenas reduza significativamente o custo de reciclagem e o consumo de energia de baterias obsoletas, mas também abra um caminho técnico mais eficiente e ecologicamente correto para a reciclagem de baterias de veículos elétricos.
Após milhares de ciclos de carga e descarga de baterias tradicionais de íons de lítio, a capacidade da bateria diminuirá irreversivelmente devido aos danos estruturais dos materiais dos eletrodos positivos e negativos e ao consumo contínuo de íons de lítio ativos. Os atuais métodos de reciclagem convencionais na indústria dependem principalmente da tecnologia de hidrometalurgia ou pirometalurgia, ou seja, através de processos rigorosos, como fundição em alta temperatura ou lixiviação com ácido forte, as baterias usadas são completamente decompostas e metais importantes como lítio, níquel e cobalto são extraídos. Este modelo tradicional de britagem, desmontagem e reciclagem não só consome energia extremamente elevada e produz grandes emissões de carbono, mas também tem processos complexos de tratamento químico e custos globais elevados.
Para resolver esse problema, os pesquisadores voltaram seu foco de pesquisa para o campo da tecnologia de “regeneração direta”. Através de uma análise aprofundada dos mecanismos microfísicos e químicos de degradação da bateria, a equipe de pesquisa desenvolveu um sofisticado processo de reparo direto. Este método não requer danos químicos profundos à bateria, mas visa diretamente os materiais dos pólos da bateria retirados ou severamente atenuados. Ao reabastecer direcionalmente os íons de lítio ativos perdidos e usar tratamento térmico específico e reparo da estrutura da superfície, a estrutura cristalina do eletrodo danificada pode ser reconstruída in situ, permitindo assim que o material envelhecido da bateria recupere nova atividade de carga e descarga.
Dados experimentais mostram que o desempenho eletroquímico das peças polares da bateria tratadas por este processo de reparo direto foi significativamente melhorado, a capacidade da bateria foi restaurada com sucesso para cerca de 95% de seu estado original e a estabilidade geral do ciclo e o desempenho de segurança basicamente atingiram os padrões das novas baterias de fábrica. Ao eliminar as etapas tediosas de reduzir completamente os materiais a metais elementares, esta tecnologia reduz significativamente o processo de reciclagem, reduz significativamente o uso de reagentes químicos e o consumo de energia, e reduz significativamente o ciclo geral de reciclagem e os custos económicos.
Especialistas do setor salientaram que, embora esta tecnologia ainda enfrente desafios de engenharia, como a triagem de consistência de baterias usadas e a desmontagem automatizada e o apoio à montagem desde o laboratório até à aplicação industrial em grande escala, os benefícios significativos que demonstrou têm amplas perspetivas de desenvolvimento. À medida que mais baterias obsoletas que utilizam tecnologia de reparação direta regressam à cadeia de abastecimento no futuro, isso não só aliviará efetivamente a pressão de fornecimento de recursos minerais essenciais, como o lítio, mas também reduzirá significativamente a pegada de carbono de todo o ciclo de vida dos veículos elétricos, injetando um forte impulso na construção de um sistema de reciclagem verde e sustentável para a indústria global de veículos com novas energias.
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