Las baterías de iones de litio deben ser más ecológicas y éticas

Las baterías son clave para el futuro de la humanidad, pero conllevan costos ambientales y humanos, que deben mitigarse.

Un futuro con bajas emisiones de carbono se basa en una tecnología esencial, pero también problemática. Las baterías recargables de iones de litio, que ya se utilizan ampliamente en computadoras portátiles y teléfonos inteligentes, serán el corazón de los vehículos eléctricos y mucho más. También son necesarios para ayudar a alimentar las redes eléctricas del mundo, porque las fuentes renovables, como la energía solar y eólica, todavía no pueden proporcionar energía las 24 horas del día. La industria proyecta que el mercado de baterías de iones de litio crecerá de US $ 30 mil millones en 2017 a $ 100 mil millones en 2025.

Pero este aumento no es gratuito en sí mismo. La tecnología de iones de litio tiene desventajas para las personas y el planeta. La extracción de las materias primas, principalmente litio y cobalto, requiere grandes cantidades de energía y agua. Además, el trabajo se lleva a cabo en minas donde los trabajadores, incluidos niños de hasta siete años, a menudo enfrentan condiciones inseguras.

Los formuladores de políticas, los líderes de la industria y los investigadores deben mitigar estos problemas y, rápidamente, reducir las consecuencias no deseadas de una tecnología importante. Una intervención crucial, que necesita más estudio, es la aceleración de la reutilización de las baterías en lugar de, o además de, reciclarlas o desecharlas en vertederos.

Alrededor de un tercio del litio del mundo, el componente principal de las baterías, proviene de los salares en Argentina y Chile, donde el material se extrae utilizando grandes cantidades de agua en un área que de otro modo sería árida. El litio de grado de batería también se puede producir exponiendo el material a temperaturas muy altas, un proceso utilizado en China y Australia, que consume grandes cantidades de energía. Hay formas de extraer litio de forma más sostenible: en Alemania y el Reino Unido, por ejemplo, los proyectos piloto están filtrando el litio de las salmueras calientes debajo de la roca de granito.

El cobalto es una parte importante del electrodo de una batería, pero alrededor del 70% de este elemento se encuentra en un solo país: la República Democrática del Congo (RDC). Alrededor del 90% del cobalto de la República Democrática del Congo proviene de sus minas industriales (90.000 toneladas anuales). Pero en un país donde la gente gana, en promedio, menos de $ 1200 al año, la demanda mundial de cobalto ha atraído a miles de personas y pequeñas empresas, llamadas mineros artesanales, y el trabajo infantil y las prácticas laborales inseguras abundan.

Los químicos están investigando formas de reemplazar el cobalto con metales más abundantes como el hierro o el manganeso ( JV Laveda et al. Chem. Commun. 52 , 9028-9031 (2016) ; R. Sharpe et al. J. Am. Chem. Soc. 142 , 21799–21809; 2020 ). Pero grupos de derechos humanos como Amnistía Internacional dicen que esto no debería restar valor a la limpieza de la industria existente en la República Democrática del Congo proporcionando puestos de trabajo en condiciones seguras.

Muchos países son conscientes de que la minería debe realizarse de manera responsable y más sostenible. Sin embargo, algunos defienden políticas, especialmente en el reciclaje de baterías, que corren el riesgo de tener un impacto perjudicial en el medio ambiente.

La Unión Europea, por ejemplo, exige que las empresas recojan las baterías al final de su vida útil y las reutilicen o las desmantelen para reciclarlas. El requisito actual es que se recoja el 45% de las baterías usadas de la UE, pero pocas de ellas son baterías de iones de litio. Esto se debe en parte a que estas baterías a menudo están integradas en los dispositivos que alimentan y son difíciles de desmontar, o los dispositivos en sí son valiosos, lo que significa que es probable que se exporten para su reventa y desaparezcan de la UE sin informar. Mientras tanto, la UE está considerando un objetivo del 70% para la recolección de baterías para 2030. Además, quiere que el 4% del litio en las baterías nuevas fabricadas en la UE sea de material reciclado para 2030, aumentando al 10% para 2035.

Tales requisitos podrían tener consecuencias no deseadas. A medida que las baterías mejoren, durarán más. Pero si la UE exige una tasa de recaudación más alta, las empresas podrían sentirse obligadas a sacarlas de servicio prematuramente, para cumplir con el objetivo numérico de recaudación, aunque aún les quede vida útil.

De manera similar, podría haber consecuencias adversas al exigir la inclusión de más material reciclado en las baterías de iones de litio. Ya hay escasez de material reciclado. Entonces, para satisfacer las nuevas reglas de reciclaje, los fabricantes europeos podrían, perversamente, necesitar importar material reciclado, en particular de China, que, junto con Corea del Sur, se ha convertido en un importante centro mundial para el reciclaje de baterías. Esto tendría una huella de carbono considerable. También existe el riesgo de que la producción de baterías se detenga porque no hay suficiente material reciclado disponible.

La reutilización de baterías es una posible solución que más países deberían considerar: un objetivo de reutilización aún no forma parte de la propuesta de la UE. Aunque las baterías eventualmente se agotan por completo, muchas se dejan de usar cuando simplemente se han vuelto ineficientes para un uso particular, como alimentar un automóvil, pero aún tienen mucha vida útil para aplicaciones menos intensivas, como las energías renovables. almacenamiento, como escriben Anke Weidenkaff en la Institución de Investigación Fraunhofer de Materiales en Alemania y sus colegas.

Sin incentivos para la reutilización y reutilización de baterías, incinerar las baterías o enviarlas al extranjero para su reciclaje seguirá siendo más económico. Es necesario un cambio de pensamiento: los científicos deberían considerar cómo se pueden reciclar, reducir y reutilizar los materiales a medida que los diseñan.

Las baterías son cruciales para el futuro con bajas emisiones de carbono de la Tierra. Es de interés de todos asegurarse de que sean limpios, seguros y sostenibles.