Extracción-electrodeposición en un solo paso utilizando líquidos iónicos para la recuperación de elementos críticos desde baterías de ion-litio en desuso
Director del proyecto
Dr. Esteban Quijada, Departamento de Ingeniería Química y Bioprocesos Usach
Contexto
El crecimiento acelerado del mercado de vehículos eléctricos ha generado una creciente demanda de baterías de ion-litio (LiIB), que contienen metales considerados críticos por su escasa disponibilidad: litio, cobalto, manganeso y níquel. Estos materiales son esenciales para la transición energética, pero su recuperación desde baterías en desuso es aún limitada, lo que representa un desafío tanto ambiental como industrial.
Problema
Los métodos de reciclaje convencionales, como la hidrometalurgia, utilizan solventes tóxicos, requieren múltiples etapas de separación y presentan baja eficiencia cuando se trata de extraer metales desde soluciones de baja acidez. Estas limitaciones aumentan los costos operacionales y reducen la viabilidad de su aplicación a escala industrial.
Solución
El proyecto desarrolla una tecnología integrada de extracción-electrodeposición en un solo paso (SX-ED), que utiliza líquidos iónicos basados en fosfonio (PILs) como solventes alternativos, más sostenibles y con mejor rendimiento electroquímico. Esta solución permite extraer los metales críticos y separarlos aplicando distintos potenciales eléctricos, eliminando varias etapas del proceso y mejorando la selectividad de recuperación, incluso en condiciones de alta acidez.
Objetivos
1. Desarrollar y validar la tecnología SX-ED para la recuperación eficiente de litio, cobalto, manganeso y níquel desde cátodos de baterías en desuso.
2. Estudiar el comportamiento de los PILs en la extracción y electrodeposición de metales.
3. Evaluar la posibilidad de separar los metales de manera secuencial mediante la aplicación controlada de potencial eléctrico.
4. Investigar la formación de aleaciones metálicas, como cobalto-níquel, mediante electrodeposición directa.
Beneficios
Esta investigación contribuye de manera concreta al desarrollo de una economía circular al valorizar residuos electrónicos mediante procesos sustentables y tecnológicamente avanzados. Al reducir la dependencia de materias primas vírgenes, disminuye también el impacto ambiental asociado a la minería de metales críticos. Además, al acortar y optimizar las etapas del reciclaje de baterías, la tecnología SX-ED mejora significativamente la eficiencia, selectividad y escalabilidad de estos procesos, haciéndolos más viables industrialmente. Finalmente, el proyecto abre nuevas oportunidades para la creación de un sector productivo orientado a la recuperación de elementos estratégicos y a la fabricación de materiales de alto valor agregado, como aleaciones metálicas, a partir de desechos electrónicos.
