El ITE, como Centro Tecnológico de la Energía, trabaja actualmente en BAT2REC, un interesante proyecto centrado en el desarrollo de tecnologías avanzadas para la recuperación de metales y componentes críticos de las baterías de los vehículos eléctricos. BAT2REC cuenta con la colaboración de GD Energy Services y la Universitat Politècnica de València.
Con este proyecto, se busca reciclar cátodos y recuperar litio, haciendo de la revalorización y la economía circular una gran oportunidad para avanzar en procesos más eficientes y con menor impacto ambiental. Esta solución tecnológica ayuda a la industria a hacer frente a un gran reto como es el reciclado de baterías de vehículos eléctricos que han llegado al final de su vida útil. Para profundizar en la investigación que lleva a cabo el ITE en el marco del proyecto BAT2REC, hablamos con su responsable técnico, Iván Esteve.
¿Cómo nace BAT2REC? ¿y en qué consiste?
El proyecto Bat2Rec está motivado por la transición energética en la que se encuentra inmersa la sociedad actualmente, y con ello el rápido aumento del uso de baterías para la descarbonización de sectores como la automoción y para el almacenamiento del excedente de energía producido por las renovables (solar y eólica fundamentalmente). Este paradigma hace que, en un futuro cercano, empiece a haber una gran cantidad de baterías en fin de vida que será necesario gestionar para mantener la sostenibilidad. En concreto el proyecto se centra en las baterías de litio procedentes fundamentalmente de vehículos eléctricos. Su gestión en fin de vida es fundamental para mantener la sostenibilidad del planeta en general y de un sector como el de la automoción en particular.
El proyecto Bat2Rec consiste en desarrollar y validar tecnologías avanzadas para la recuperación de metales y componentes críticos (CRMs, del inglés Critical Raw Materials) de baterías de vehículos eléctricos, centrándose en tecnologías de reciclaje directo y tecnologías de recuperación directa de litio a partir del lixiviado con ácidos.
-¿Cómo surge la colaboración con GDES y UPV?
La principal misión del ITE es la transferencia tecnológica a las empresas, y para ello, se encuentra en continuo contacto con el tejido empresarial tanto regional como nacional y europeo para identificar retos a los que dar solución. Para este propósito la colaboración público-privada es una pieza clave que permite avanzar en la innovación por parte de las empresas. GDES es una empresa que siempre está en busca de la innovación y de nuevos modelos de negocio que permitan reinventarse y seguir creciendo como empresa que aporte valor y soluciones a la sociedad. Por tanto, ante el emergente crecimiento del sector del reciclado de baterías, GDES busca posicionarse en este sector y gracias el contacto y la colaboración previa ya con el ITE en otros proyectos de I+D en el ámbito de la Energía, decide contar con la colaboración de un centro tecnológico de referencia en las baterías y su reciclado para poder desarrollar un prototipo experimental de reciclado de materiales clave de baterías. Para el desarrollo se cuenta también con un grupo de la UPV especializado en recuperación de metales mediante técnicas electroquímicas novedosas, que complementa la estrategia de reciclado directo que propone el ITE.
-¿En qué se va a centrar cada uno de los tres socios?
Desde el ITE, trabajamos en tecnologías innovadoras que permitan la recuperación directa del material del cátodo, ánodo, etcétera, de baterías agotadas mediante un proceso sostenible de reciclaje directo y pretratamientos mecánicos. También avanzamos en la integración de los materiales recuperados en componentes de baterías de litio, permitiendo un análisis electroquímico detallado para demostrar su viabilidad práctica y estabilidad en condiciones simuladas.
Por otro lado, la UPV se centra en tecnologías para la recuperación de litio en forma de LiOH directamente del lixiviado del blackmass o de los cátodos procedentes de LiBs agotadas mediante un proceso que combina membranas de intercambio iónico convencionales, con membranas monoselectivas y membranas bipolares.
Por su parte, GDES profundiza en el diseño y desarrollo de un prototipo experimental para la recuperación de metales y componentes críticos de baterías que integre las tecnologías desarrolladas a escala laboratorio por parte de ITE y UPV, asegurando su funcionamiento óptimo y su capacidad para llevar a cabo el proceso de manera eficiente y efectiva.
¿Qué avances ha habido hasta ahora?
El proyecto todavía no ha llegado al ecuador, y por tanto se encuentra en plena fase de desarrollo y validación a escala de laboratorio donde se están evaluando por separado cada una de las etapas definidas. En la primera fase del proyecto se han llevado a cabo los siguientes avances:
- Definir requisitos y fundamentos tecnológicos necesarios para el diseño de tecnologías avanzadas de reciclaje de baterías de vehículo eléctrico.
- Estudio de tecnologías avanzadas para pretratamiento mecánico y reciclaje directo de baterías de vehículo eléctrico. Con enfoque en la eficiencia, sostenibilidad y seguridad, verificando los puntos críticos del proceso a nivel de laboratorio.
- Actualmente se está diseñando y desarrollando algunas etapas del proceso de reciclado directo de baterías a nivel de laboratorio, estableciendo especificaciones del proceso y evaluando los rendimientos de reciclado directo para determinar su viabilidad y eficacia en la recuperación de materiales clave.
- Caracterización de membranas de intercambio iónico y estudio del comportamiento electroquímico de la disolución para seleccionar la configuración y los materiales de electrodo más adecuados para el prototipo de electrodiálisis selectiva con membranas.
¿Qué instalaciones del ITE se han usado para llevar a cabo lo que va de proyecto?
La planta de reciclaje y valorización de residuos Circular Carbon y el Battery Lab, laboratorio que aborda toda la cadena de valor de las baterías.
¿Qué supone este proyecto para el ámbito de las baterías por un lado y para el reciclaje por otro?
Para el ámbito de las baterías en particular, este proyecto supone poder cerrar el círculo de la cadena de valor, ya que el reciclaje y la gestión de las baterías en final de vida es el último eslabón de toda la cadena y quizás el que actualmente está todavía en etapas mas incipientes de desarrollo. Por tanto, para poder cerrar la cadena es importante poder desarrollar este tipo de proyectos de reciclaje que permitan avanzar en la tecnología y que pueda llegar a fases de implantación industrial y que permita al tejido empresarial poder absorber en los próximos años la gran cantidad de baterías que va a haber que gestionar.
Además, esto va a permitir cumplir con la exigencia de normativa europea que con el nuevo Reglamento de Baterías (Reglamento 2023/1542), que exige unas tasas de reciclado y recuperación de materiales críticos de las baterías para los próximos años que actualmente la industria no tiene capacidad, y, por tanto, es necesario mejorar los procesos actuales y desarrollar procesos novedosos y más eficientes y sostenibles.
¿Cómo beneficia al proyecto la participación de una empresa como GDES?
La principal misión de un Centro Tecnológico como el ITE, es precisamente la transferencia de tecnología a las empresas. Por tanto, poder contar como socio de un proyecto a una empresa interesada, y que va a adoptar la tecnología que se pretende desarrollar, es el mejor planteamiento de un proyecto que se puede hacer. Esto permite estar en contacto diariamente con la empresa para evaluar y validar los resultados obtenidos a escala laboratorio y para enfocar los desarrollos a las necesidades reales, y que sean útiles y escalables a un entorno real.
¿Qué diferencias destacaríais de trabajar en un proyecto de ámbito nacional?
En primer lugar, te permite colaborar con empresas y entidades de todo el territorio nacional, lo que ayuda a ampliar el ámbito de aplicación y poder llegar a industrias o sectores que no están presentes en el ámbito territorial y por tanto desarrollar proyectos de mayor impacto. En este caso concreto, ambos socios son regionales.
Por otro lado, este tipo de proyectos permite alcances más grandes por la duración de estos, lo que permite plantear proyectos más ambiciosos.
BAT2REC es un proyecto financiado por Agencia Estatal de Investigación y el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, con expediente CPP2023-010611.