Método eletroquímico torna a recuperação de lítio de baterias usadas mais barata que a compra no mercado

Lead: pesquisadores demonstram rota de baixo custo para recuperar lítio

Um grupo da University of Illinois Urbana-Champaign apresentou um processo eletroquímico que recupera lítio de baterias descartadas por aproximadamente US$ 12,70 o quilo, cifra inferior ao preço de mercado considerado no estudo, de US$ 13,17/kg. O trabalho, publicado na revista ACS Energy Letters, descreve cada etapa do método e indica potencial de aplicação em escala industrial.

Quem desenvolveu a técnica

A pesquisa foi conduzida por uma equipe liderada pelo professor Xiao Su. Ele e seus colaboradores se concentraram em encontrar uma alternativa economicamente viável às rotas tradicionais de reciclagem. De acordo com o artigo, o novo eletrodo criado para o procedimento manteve desempenho constante em mais de 500 ciclos, fator que sugere durabilidade suficiente para uso repetido em linhas de tratamento de resíduos.

O que a técnica propõe

O método combina duas frentes: a geração de uma solução rica em lítio a partir do interior das baterias e a captura seletiva do metal por um eletrodo desenvolvido especificamente para essa finalidade. Na prática, os pesquisadores desmontaram baterias em fim de vida, submergiram os componentes ativos em um solvente orgânico e, assim, formaram uma salmoura contendo lítio e outros metais. O passo seguinte foi aplicar corrente elétrica em um eletrodo de copolímero que, segundo o grupo, reconhece e retém apenas íons de lítio, deixando os demais elementos na solução.

Quando e onde o estudo foi divulgado

Os resultados foram divulgados em artigo na ACS Energy Letters. Embora a data exata de publicação não seja mencionada na notícia resumida, o periódico é especializado em pesquisas energéticas, o que reforça a relevância do avanço para o setor de armazenamento elétrico. O laboratório responsável pertence à University of Illinois Urbana-Champaign, nos Estados Unidos.

Como funciona cada etapa do processo

A operação inicia com a desmontagem manual ou automatizada das baterias gastas, passo que expõe eletrodos, separadores e eletrólitos. Esses componentes são então imersos em solvente orgânico, que extrai íons metálicos e origina um líquido rico em lítio. Em seguida, o eletrodo de copolímero criado pelo grupo é inserido na solução. Quando uma corrente elétrica predeterminada é aplicada, estruturas presentes no copolímero são ativadas e se ligam de modo seletivo aos íons de lítio. Após o período de captura, o eletrodo é removido e submetido a outra corrente que o libera dos íons, possibilitando o recolhimento do metal em estado mais puro.

Por que o custo é menor que o de mercado

O valor de US$ 12,70/kg considera despesas com solvente, energia, material do eletrodo e etapas de manuseio. O preço de referência do lítio, utilizado para comparação, foi de US$ 13,17/kg. A diferença, embora aparentemente pequena, evidencia que a técnica já nasce competitiva. Além disso, o estudo ressalta que as baterias usadas representam uma fonte de matéria-prima disponível, dispensando custos de prospecção, extração e transporte associados à mineração convencional.

Comparação com métodos tradicionais

Duas rotas já empregadas na indústria são citadas como referência. A lixiviação ácida apresenta custo estimado entre US$ 81 e US$ 462 por quilo de lítio recuperado e gera resíduos químicos que necessitam de tratamento. A fusão em alta temperatura varia de US$ 36 a US$ 126 por quilo e exibe eficiência menor na separação do metal desejado. Frente a esses valores, o processo eletroquímico desponta como a primeira alternativa que, potencialmente, entrega lítio a preço inferior ao da própria commodity negociada no mercado.

Impacto na cadeia de suprimentos

Os autores destacam que a iniciativa contribui para uma cadeia de suprimentos mais circular e resistente. Ao recuperar lítio de dispositivos em fim de vida, diminui-se a dependência de minas de espodumeno ou salmouras naturais. Essa redução pode mitigar pressões ambientais associadas à abertura de novas frentes de mineração, ao mesmo tempo em que reforça a segurança no fornecimento de material crítico para baterias de veículos elétricos, eletrônicos portáteis e sistemas de armazenamento estacionário.

Durabilidade do eletrodo e viabilidade contínua

Um dos pontos centrais da publicação é a estabilidade do eletrodo de copolímero. Testado por mais de 500 ciclos de captura e liberação, o componente manteve condutividade e seletividade, atributos essenciais para que a operação seja replicada em grande escala. Essa tolerância a múltiplos usos dilui o investimento inicial no material e fortalece a perspectiva de implantação comercial.

Próximas etapas indicadas pelos pesquisadores

O trabalho é descrito como prova de conceito. Os autores planejam avançar para a fase de escala, que envolve otimizar o desenho do reator, garantir suprimento regular de baterias-fonte e avaliar parâmetros de desempenho em lotes maiores. A equipe também vislumbra aprimorar a formulação do copolímero para ampliar ainda mais a vida útil do eletrodo, além de estudar a reciclagem de outros metais presentes nas mesmas soluções, potencialmente elevando a lucratividade do processo.

Diferença entre o método e a mineração convencional

A mineração de lítio, seja a partir de rochas de espodumeno ou de salmouras salinas, exige etapas de perfuração, trituração, concentração e purificação, que demandam grande volume de água e energia. Embora imprescindível para suprir a demanda crescente, essa extração gera impactos ambientais e altos custos logísticos. O novo processo, por sua vez, atua sobre um resíduo já existente e concentra energia apenas onde há lítio em quantidade aproveitável, reduzindo tanto despesas quanto emissão de resíduos secundários.

Aplicações potenciais além das baterias de íon-lítio

Embora o estudo foque na recuperação de lítio, o professor Xiao Su salienta que separações eletroquímicas em solventes orgânicos podem ser adaptadas para outros metais em sistemas semelhantes. A observação indica que a mesma lógica de seletividade pode vir a beneficiar a reciclagem de níquel, cobalto ou manganês, presentes nos mesmos dispositivos, ampliando a abrangência da técnica.

Conclusão factual

Ao demonstrar custo inferior ao valor de mercado do lítio e exibir estabilidade operacional em mais de 500 ciclos, o processo eletroquímico da University of Illinois Urbana-Champaign surge como potencial rota comercial para reciclagem de baterias. A prova de conceito abrange desmontagem, geração de salmoura, captura seletiva e liberação controlada do metal, todas executadas sem produzir resíduos agressivos. Segundo os autores, os próximos passos envolverão escalar o sistema e integrar a tecnologia a cadeias industriais, com a perspectiva de reforçar o abastecimento sustentável de lítio.