{"id":32179,"date":"2023-02-02T22:15:09","date_gmt":"2023-02-03T03:15:09","guid":{"rendered":"https:\/\/einsteresante.com\/?p=32179"},"modified":"2023-02-02T22:27:03","modified_gmt":"2023-02-03T03:27:03","slug":"nuevo-material-hace-el-reciclaje-de-una-gran-variedad-de-baterias-algo-simple-y-economico","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/2023\/02\/02\/nuevo-material-hace-el-reciclaje-de-una-gran-variedad-de-baterias-algo-simple-y-economico\/","title":{"rendered":"Nuevo material hace del reciclaje de una gran variedad de bater\u00edas algo simple y econ\u00f3mico"},"content":{"rendered":"\n<p>Las bater\u00edas de iones de litio han revolucionado la electr\u00f3nica y han permitido un cambio acelerado hacia la energ\u00eda limpia. Estas bater\u00edas se han convertido en una parte integral de la vida del siglo XXI, pero corremos el riesgo de agotarse antes de 2050. Los principales elementos utilizados en cada bater\u00eda (metales de litio, n\u00edquel y cobalto, as\u00ed como grafito) son cada vez m\u00e1s escasos y costosos y hay poca supervisi\u00f3n ambiental o laboral justa de algunas de las cadenas de suministro internacionales restantes.<\/p>\n\n\n\n<p>Existe una necesidad apremiante de comenzar a reutilizar los materiales que ya hemos desenterrado y de hacer que el proceso de producci\u00f3n de bater\u00edas sea m\u00e1s seguro y equitativo para todos. Un equipo de cient\u00edficos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) ha inventado un nuevo material de bater\u00eda galardonado que puede marcar ambas casillas. Su producto, llamado Quick-Release Binder, hace que sea sencillo y asequible separar los materiales valiosos de las bater\u00edas de iones de litio de los dem\u00e1s componentes y recuperarlos para reutilizarlos en una bater\u00eda nueva.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Estamos llegando al punto en que el reciclaje de bater\u00edas ser\u00e1 un requisito&#8221;, dijo el l\u00edder del proyecto, Gao Liu, cient\u00edfico s\u00e9nior en el \u00c1rea de Tecnolog\u00edas Energ\u00e9ticas de Berkeley Lab y miembro del Centro de Almacenamiento de Energ\u00eda de Berkeley Lab. &#8220;Si no dejamos de quemarlos y tirarlos a la basura, nos quedaremos sin recursos en los pr\u00f3ximos diez a\u00f1os. De lo contrario, es simplemente imposible mantenerse al d\u00eda con la cantidad de bater\u00edas que exige el mercado. Simplemente no hay suficiente cobalto, no hay suficiente n\u00edquel, tenemos que reciclar&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p>Una bater\u00eda hecha con Quick-Release Binder simplemente debe abrirse, colocarse en agua alcalina a temperatura ambiente y agitarse suavemente. Los elementos separados se filtran f\u00e1cilmente del agua y se secan al aire.<\/p>\n\n\n\n<p>Es un marcado contraste con el reciclaje actual de iones de litio, que implica primero triturar y moler las bater\u00edas y luego quemarlas para separar los metales de los dem\u00e1s componentes. Las empresas de reciclaje tienen como objetivo hacer que sus procesos sean lo m\u00e1s eficientes posible, pero debido al dise\u00f1o pasado y actual de la mayor\u00eda de las bater\u00edas, la recuperaci\u00f3n de los elementos a\u00fan consume mucha energ\u00eda, es costosa y libera sustancias qu\u00edmicas t\u00f3xicas que deben manejarse con cuidado.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"Rinse and Repeat: An Easy New Way to Recycle Batteries is Here\" width=\"640\" height=\"360\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/fE2V3XHLfFk?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><figcaption class=\"wp-element-caption\">Cr\u00e9dito: Lawrence Berkeley National Laboratory.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p><strong>Simplemente agrega agua (alcalina)<br><\/strong>Liu y su equipo en el Berkeley Lab Energy Storage Center estaban trabajando en bater\u00edas de litio-azufre, una de las posibles alternativas al Li-ion tradicional que se est\u00e1 desarrollando, cuando crearon el Quick-Release Binder. Las bater\u00edas de litio-azufre son un concepto candente en el mundo de la investigaci\u00f3n y el desarrollo de bater\u00edas porque pueden fabricarse sin cobalto raro y tienen una densidad de energ\u00eda te\u00f3rica m\u00e1s alta que el Li-ion, pero hay muchos problemas de funcionalidad que deben resolverse antes de que las bater\u00edas puedan adoptarse comercialmente. El aglutinante de liberaci\u00f3n r\u00e1pida har\u00eda que las bater\u00edas Li-S fueran f\u00e1cilmente reciclables y parece resolver uno de los principales problemas de rendimiento. Este hallazgo es bastante emocionante por s\u00ed solo, pero Chen Fang, un investigador postdoctoral en el laboratorio de Liu, se dio cuenta de que su nuevo material aglutinante ten\u00eda un potencial a\u00fan mayor: tambi\u00e9n podr\u00eda usarse en las bater\u00edas de iones de litio actuales.<\/p>\n\n\n\n<p>Los aglutinantes son sustancias similares al pegamento que se usan en la mayor\u00eda de los tipos de bater\u00edas, incluidas las de iones de litio y las pilas alcalinas que usamos en art\u00edculos para el hogar. Las bater\u00edas tienen dos electrodos, el c\u00e1todo con carga positiva y el \u00e1nodo con carga negativa, hechos de sustancias qu\u00edmicas conductoras que generan una corriente el\u00e9ctrica y materiales estructurales que mantienen los ingredientes activos en su lugar para un rendimiento constante y duradero. Los aglutinantes, como su nombre lo indica, unen estos ingredientes y ayudan a mantener la arquitectura de la bater\u00eda.<\/p>\n\n\n\n<p>El nuevo aglutinante de liberaci\u00f3n r\u00e1pida est\u00e1 hecho de dos pol\u00edmeros disponibles comercialmente, \u00e1cido poliacr\u00edlico (PAA) y polietilenimina (PEI), que se unen mediante un enlace entre \u00e1tomos de nitr\u00f3geno cargados positivamente en PEI y \u00e1tomos de ox\u00edgeno cargados negativamente en PAA. Cuando el material aglutinante s\u00f3lido se coloca en agua alcalina que contiene hidr\u00f3xido de sodio (Na+OH\u2013), el ion de sodio aparece en el sitio de uni\u00f3n, separando los dos pol\u00edmeros. Los pol\u00edmeros separados se disuelven en el l\u00edquido, liberando cualquier componente de electrodo incrustado en su interior.<\/p>\n\n\n\n<p>El aglutinante se puede utilizar para fabricar \u00e1nodos y c\u00e1todos, y cuesta aproximadamente una d\u00e9cima parte del precio de dos de los aglutinantes comerciales m\u00e1s utilizados. &#8220;[En nuestra investigaci\u00f3n reciente] demostramos que todo el proceso es muy f\u00e1cil a escala de laboratorio y no vemos ninguna raz\u00f3n por la que no funcione igual de bien a escala industrial&#8221;, dijo Fang. Agreg\u00f3 que el equipo cree que el material se puede usar para bater\u00edas de todos los tama\u00f1os, desde las peque\u00f1as de los tel\u00e9fonos celulares hasta las bater\u00edas extragrandes que se utilizan para almacenar energ\u00eda de respaldo en la red el\u00e9ctrica del pa\u00eds. A fines de septiembre, la tecnolog\u00eda fue reconocida por los premios R&amp;D 100 Awards como una de las 100 tecnolog\u00edas revolucionarias m\u00e1s importantes desarrolladas a nivel mundial en 2022.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2023\/02\/image-3-1024x684.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-32192\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Muhammad Ihsan Ul Haq prepara bater\u00edas de tipo bot\u00f3n, que se utilizan en muchos dispositivos, como relojes de pulsera, para el reciclaje de materiales mediante el Quick-Release Binder. Las pruebas del equipo muestran que el aglutinante puede funcionar para una amplia gama de tipos de bater\u00edas. Cr\u00e9dito: Marilyn Sargent\/Berkeley Lab.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>El equipo ahora est\u00e1 trabajando con Steve Sloop, un desarrollador de reciclaje de bater\u00edas y fundador de OnTo Technologies, para terminar de probar el producto y llevarlo al mercado. Los experimentos anteriores demostraron que el aglutinante es altamente estable a voltajes altos y bajos, y ahora planean construir prototipos de bater\u00edas de iones de litio con el aglutinante para analizar su rendimiento de manera integral y mostrar su funcionalidad.<\/p>\n\n\n\n<p>Si estas pruebas salen bien, los cient\u00edficos prev\u00e9n una transici\u00f3n sin problemas a la fabricaci\u00f3n comercial. &#8220;No hay ning\u00fan obst\u00e1culo fundamental para adaptar el proceso de fabricaci\u00f3n actual para usar el aglutinante porque en realidad simplificar\u00e1 la fabricaci\u00f3n por la misma raz\u00f3n que simplifica el reciclaje: puede usar agua en lugar de solventes fuertes&#8221;, dijo Chen. Para fabricar bater\u00edas nuevas, los fabricantes procesan aglutinantes con solventes qu\u00edmicos para crear una suspensi\u00f3n que contiene todos los componentes del electrodo, que luego se deposita en la forma y el grosor deseados en las l\u00e1minas de los electrodos. &#8220;Esto significa que los fabricantes actuales necesitan instalar instrumentos o instalaciones adicionales para proteger a los trabajadores de los vapores de solventes t\u00f3xicos y para gestionar la eliminaci\u00f3n segura del solvente&#8221;. El Quick-Release Binder eliminar\u00eda estos pasos.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Redise\u00f1ando el ciclo de vida de la bater\u00eda<br><\/strong>Seg\u00fan Sloop, el Quick-Release Binder representa un cambio de paradigma en el dise\u00f1o de bater\u00edas. En lugar de dise\u00f1ar bater\u00edas avanzadas y tratar de crear un proceso de reciclaje despu\u00e9s del hecho, el equipo de Liu fue el primero en &#8220;dise\u00f1ar para reciclar&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;El aglutinante tiene la gran caracter\u00edstica de que se puede &#8216;descomprimir&#8217; con un procesamiento ambientalmente benigno y de bajo costo, lo que nos beneficia a todos al mejorar la sustentabilidad econ\u00f3mica y ambiental de los sistemas de bater\u00edas avanzados&#8221;, dijo Sloop. &#8220;Tambi\u00e9n es un gran logro que las bater\u00edas no contengan sustancias de perfluoroalquilo y polifluoroalquilo (PFAS), la familia de compuestos que se utilizan para fabricar recubrimientos antiadherentes y muchos otros productos, pero es extraordinariamente importante para el futuro. Los clientes no los quieren debido el v\u00ednculo emergente con los problemas de salud, y creo que pronto los reguladores estar\u00e1n de acuerdo en que no podemos seguir usando estos productos qu\u00edmicos&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p>Mirando hacia el futuro, Liu y Sloop se est\u00e1n reuniendo con compa\u00f1\u00edas de bater\u00edas y fabricantes de aglomerantes para discutir la comercializaci\u00f3n. Esperan licenciar la tecnolog\u00eda Quick-Release para que pueda usarse en todas las principales marcas de iones de litio. Alg\u00fan d\u00eda, el invento del equipo podr\u00eda estar en todas las bater\u00edas bajo nuestros techos y bajo nuestros cap\u00f3s, dejando que los metales de tierras raras restantes permanezcan bajo tierra.<\/p>\n\n\n\n<p>Fuente: <a href=\"https:\/\/techxplore.com\/news\/2023-02-material-recycling-wide-range-batteries.html\">Tech Xplore<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Las bater\u00edas de iones de litio han revolucionado la electr\u00f3nica y han permitido un cambio acelerado hacia la energ\u00eda limpia. Estas bater\u00edas se han convertido en una parte integral de la vida del siglo XXI, pero corremos el riesgo de agotarse antes de 2050. 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