Crédito: Cartas de Energia ACS (2025). DOI: 10.1021/acsenergylet.5c01901
Um novo estudo mostra que o lítio – um elemento crítico utilizado em baterias recarregáveis e suscetível a perturbações na cadeia de abastecimento – pode ser recuperado a partir de resíduos de baterias através de um processo de recuperação conduzido eletroquimicamente. O método foi testado em tipos comumente usados de baterias contendo lítio e demonstra viabilidade econômica com potencial para simplificar operações, minimizar custos e aumentar a sustentabilidade e atratividade do processo de recuperação para uso comercial.
O estudo, liderado pelo professor de engenharia química e biomolecular Xiao Su da Universidade de Illinois Urbana-Champaign, descreve um processo que lixivia metais de baterias em um solvente orgânico e, em seguida, usa uma célula eletroquímica na qual um eletrodo revestido de polímero é usado para capturar o lítio.
“O principal desafio é a presença de outros metais nos fluxos de recuperação de lítio, particularmente em lixiviados orgânicos, que é uma forma comum de dissolver baterias usadas para reciclagem”, disse Su. “Para superar esses desafios, introduzimos um copolímero que captura seletivamente o lítio diretamente de solventes orgânicos e que pode ser regenerado eletroquimicamente.”
Os resultados do estudo foram publicados na revista ACS Energy Letters e foram co-liderados pelo ex-aluno de graduação Nayeong Kim, com contribuições dos pesquisadores de pós-doutorado Johannes Elbert e Hee-Eun Kim e do estudante de graduação Chengxian Wu.
No laboratório, a equipe de pesquisa de Su desmonta baterias e lixivia metais em um solvente orgânico, criando uma mistura contendo lítio e outros metais. Eles então moveram o solvente para uma célula eletroquímica com um eletrodo revestido com um copolímero especialmente projetado que captura especificamente íons de lítio da mistura, como uma esponja.
“O eletrodo cheio de lítio é então colocado em uma nova solução e uma voltagem é aplicada”, disse Su. “Isso faz com que o polímero libere os íons de lítio capturados, que são coletados, deixando outros metais para trás no lixiviado original. Essa regeneração eletroquímica permite ciclos repetidos de recuperação seletiva e eficiente de lítio de baterias usadas.”
A investigação de Su sobre recuperação de recursos normalmente inclui uma análise de viabilidade económica, e este estudo segue com essa marca.
“Descobrimos que, usando uma abordagem em três etapas, o lítio recuperado poderia ser produzido a um custo economicamente favorável em comparação com os atuais preços de mercado do lítio”, disse ele.
Isto significa que o novo método pode ser significativamente mais barato ou pelo menos competitivo em termos de custos com os métodos existentes de produção de lítio. Su disse que embora os resultados da prova de conceito sejam muito promissores, ainda há espaço para mais trabalho na ampliação do sistema, bem como na modelagem de processos para validar ainda mais suas descobertas.
“Esses resultados ajudam a destacar a ampla aplicabilidade das separações eletroquímicas para reciclagem de metais, não apenas em água, mas também de solventes orgânicos que são comumente usados para lixiviar resíduos de baterias. Prevemos que este trabalho ajude a estabelecer uma cadeia de abastecimento mais circular e sustentável para o lítio, melhorando a segurança do abastecimento e reduzindo potencialmente os impactos ambientais associados a outras formas de extração de lítio, como a mineração. “
Mais informações: Nayeong Kim et al, Redox-Active Crown Ether Copolymer for Selective Lithium Recovery from Spent Lithium-Ion Batteries, ACS Energy Letters (2025). DOI: 10.1021/acsenergylet.5c01901
Fornecido pela Universidade de Illinois em Urbana-Champaign
Citação: Nova esperança para extração de lítio de baterias antigas (2025, 13 de novembro) recuperada em 13 de novembro de 2025 em https://techxplore.com/news/2025-11-lithium-batteries.html
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