Há alguns anos, os carros elétricos eram mais uma promessa do que uma realidade. Hoje já estão em circulação em todo o mundo e o Chile não fica atrás. Sem ir mais longe, Copiapó tornou-se recentemente na primeira cidade do país com um sistema de transporte público 100% elétrico e, ainda essa tecnologia representa uma alternativa mais limpa em comparação com o combustível tradicional, também abre a porta a novos desafios meio ambientais que ainda não estão resolvidos.
Um desses desafios tem que ver com as baterias de íon-lítio, os componentes chave que dão energia a esse tipo de veículos. Ainda seu uso permite reduzir as emissões de gases de efeito estufa, sua fabricação requer metais considerados críticos, não só por seu papel estratégico na transição energética, senão também por sua limitada disponibilidade e alta concentração geográfica, entre eles se encontram o cobalto, o níquel, o manganês e o lítio.
Soma-se a isso que as baterias têm uma vida útil de entre 8 e 12 anos, e uma vez esgotadas, tornam-se em resíduos complexos de tratar, e embora existem métodos para sua recuperação, esses nem sempre são totalmente eficazes, já que tem altos custos operacionais e utilizam solventes tóxicos que representam um risco para o meio ambiente e para a saúde das pessoas.
Alternativa limpa, eficiente e sustentável
Diante dessas limitações, o Dr. Esteban Quijada, acadêmico do Departamento de Engenharia Química e Bioprocessos da Usach, lidera um projeto Fondecyt (Fundo Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico) Regular que propõe uma alternativa mais limpa, eficiente e sustentável para recuperar esses metais críticos desde baterias de íon-lítio em desuso.
“O que buscamos é pegar essas baterias esgotadas e tratá-las com processos que não dependam de solventes tóxicos, senão de líquidos iônicos, que são mais seguros. Esses compostos permitem trabalhar em condições mais extremas, e ao mesmo tempo dão a possibilidade de acoplar a extração com um processo eletroquímico que separa seletivamente os metais aplicando distintas diferenças de potencial. Assim evitamos etapas intermédias, reduzimos os resíduos e obtemos produtos de alto valor, como ligas metálicas, a partir de um resíduo”, explica o acadêmico.
O projeto contempla quatro anos de trabalho organizados em etapas progressivas. Durante o primeiro ano, o foco está na seleção de líquidos iônicos capazes de extrair eficientemente os metais presentes nas baterias, mediante processos de lixiviação e modelagem computacional, é dizer, a dissolução controlada do material e o uso de ferramentas teóricas para predizer que solventes verdes oferecem melhor desempenho para logo passar a etapa eletroquímica, onde se avaliam os potenciais elétricos necessários para separar cada metal de forma controlada.
“Uma vez entendido o comportamento dos líquidos iônicos e que potenciais necessitamos aplicar, poderemos avançar à seguinte etapa, que é integrar ambos processos em um só passo. Isso nos permitirá fazer a separação seletiva dos metais de forma muito mais simples, sem todas as etapas intermédias que tem os métodos atuais”, explica o pesquisador.
A etapa final do projeto busca aproveitar os metais recuperados para gerar ligas de alto valor, particularmente cobalto-níquel, que apresentam propriedades úteis para distintas indústrias. Essas ligas não só permitem valorizar um resíduo que antes era eliminado, senão que também abrem a possibilidade de fabricar novos materiais com aplicações em áreas como a catálise ou a resistência térmica.
“A ideia é passar de um resíduo a um produto final que tenha valor industrial. Queremos demonstrar que é possível fechar o ciclo completo: extrair, purificar e transformar os metais recuperados em um material funcional”, indica.
Esse tipo de tecnologia pode ser uma oportunidade real para empresas que hoje estão dedicadas à reciclagem de resíduos eletrônicos ou para a própria indústria mineira, que poderia diversificar suas fontes de extração sem depender exclusivamente da exploração dos depósitos minerais. Mas, além disso, esse projeto também tem uma dimensão formativa muito importante: permite-nos preparar estudantes de graduação, mestrado e doutorado em tecnologias limpas aplicadas e proporcionar-lhes ferramentas que hoje têm muita demanda pelo setor produtivo”, afirma Quijada.