La materia prima incluye desde grafito hasta sobres de salsa de tomate o mayonesa hechos de polipropileno, polietileno, PVC y poliéster.
El reciclaje de baterías de litio cobra gran relevancia con el auge de los vehículos eléctricos y la creciente demanda de dispositivos móviles.
Jorge Roberto Oliva Uc, investigador del Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada (CFATA) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), con sede en Juriquilla, Querétaro, lidera una serie de innovaciones que buscan no solo resolver el problema de la disposición de estas baterías, sino además llevar al reciclaje hacia una economía circular valiosa y sostenible.
“En el caso particular de las baterías de los coches y dispositivos electrónicos como celulares y computadoras utilizan ácido sulfúrico, lo cual es muy tóxico para el ambiente; incluso es muy peligroso para el humano; en el caso de las baterías AA o AAA convencionales el problema es que requieren de disposición especial, no se pueden tirar en cualquier lado, ya que también contienen metales pesados y electrolitos ácidos”, explica Oliva Uc a Vértigo.
Las baterías de los vehículos eléctricos, en particular, pueden llegar a pesar alrededor de dos toneladas y contienen aproximadamente 70% de su peso en grafito, un componente que es crucial para su funcionamiento, pero que también representa un desafío para su reciclaje.
En este sentido, el aumento de la adopción de vehículos eléctricos, especialmente los provenientes de China, genera un problema a futuro en cuanto a la disposición de sus baterías, pues se estima que para 2030 miles de toneladas de pilas de litio ya no serán útiles, lo que podría generar un impacto ambiental significativo si no se cuenta con un plan de reciclaje adecuado.
“Dentro de siete u ocho años las empresas se preguntarán qué hacer con toneladas de baterías que ya no sirven. Nosotros en el laboratorio desarrollamos diversas soluciones para ese futuro”, indica Oliva.
Grafito
El grafito es uno de los componentes más abundantes en las baterías de litio, pero también uno de los más difíciles de reciclar.
“El grafito es un polvo negro, es importante reciclarlo porque es el mayor componente en todas las baterías AA, AAA, en las de litio, incluso en las baterías de los coches eléctricos representa aproximadamente 70% del peso total de la pila. La batería contiene también otros elementos, como níquel, cobalto y zinc, pero esos elementos son más complicados de reciclar debido a su bajo porcentaje”, explica.
Pese a que el grafito reciclado de las baterías de litio puede no ser suficiente para fabricar baterías de igual capacidad, sí puede utilizarse para crear pilas más simples, como las que se usan en juguetes o controles remotos. Así, el grafito reciclado de baterías de vehículos eléctricos o celulares puede tener una segunda vida en productos menos exigentes.
“Actualmente tengo un convenio con una empresa de San Luis Potosí que se encarga de proveerme las baterías de litio de vehículos; luego de ahí extraemos el grafito y los procesamos para hacer baterías flexibles; hemos utilizado estas pilas para encender leds de diferentes colores; la idea es procesar esos desperdicios para darles un segundo uso”, puntualiza.
De forma paralela, el equipo de Oliva Uc trabaja en otros proyectos sobre el reciclaje de grafito: el primero es descontaminación del agua por fotocatálisis solar; el segundo versa sobre la desalinización solar de agua de mar.
Pilas de plásticos reciclados
Pero eso no es todo. Anteriormente Oliva junto con su equipo desarrolló baterías a partir de plásticos reciclados que utilizan agua de mar como electrolito.
El proyecto tiene como objetivo disminuir la cantidad de plásticos de un solo uso que terminan contaminando suelos, ríos y océanos. Según Oliva estos materiales —como los sobres de salsa de tomate o mayonesa hechos de polipropileno, polietileno, PVC y poliéster— son ideales para fabricar baterías debido a su flexibilidad y disponibilidad.
El informe De la contaminación a la solución, del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (2021) advierte que los microplásticos son una amenaza creciente para todos los ecosistemas, especialmente los marinos. En este sentido, este desarrollo de la UNAM no solo aborda el problema ambiental, sino que también abre nuevas posibilidades para una industria energética más sostenible y accesible.
“La idea es reciclar los plásticos que contaminan el ambiente. Actualmente los océanos y organismos que habitan en él ya están contaminados con microplásticos, incluso también nosotros los humanos los consumimos”, indica el científico.
Después de analizar durante dos años distintos tipos de plástico, como los de botellas de PET y envases de champú, incluso sobres de cátsup, se concluyó que estos pequeños sobres son los más adecuados porque no requieren un proceso adicional para moldearlos.
El especialista señala que a diferencia de las baterías tradicionales, que contienen zinc, ácidos y metales pesados tóxicos y pesan entre 40 y 100 gramos, estas pilas hechas con plástico reciclado tienen un grosor máximo de un milímetro, pesan menos de diez gramos y no utilizan materiales tóxicos. Además, pueden emplear agua de mar como electrolito, lo que las hace aún más amigables con el ambiente.
Costos y eficiencia
El precio de una batería comercial AA o AAA puede oscilar entre 30 y 60 pesos, mientras que el costo de estas pilas sustentables, sin considerar mano de obra, es de solo cinco a ocho pesos. Según Oliva las baterías fabricadas con plásticos reciclados ya han sido probadas con éxito en controles remotos, juguetes y focos LED, lo que representa el primer nivel de pruebas.
El próximo paso, señala, será optimizar su capacidad para alcanzar los 3.7 volts necesarios para alimentar un teléfono móvil y, eventualmente, llegar a los doce volts para competir con las baterías de automóviles.
“Los proyectos que tienen que ver con las baterías ya están en patente. Actualmente hay dos patentes que están siendo evaluadas por el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI). Se está revisando todo el trabajo que hemos hecho con respecto de las baterías”, finaliza el especialista.