A equipe demonstrou o conceito usando casca de laranja. Com isso ele recuperou metais preciosos de resíduos de baterias de forma eficiente. Ele então fez baterias funcionais a partir desses metais recuperados, criando um desperdício mínimo no processo.
Os cientistas afirmam que esta abordagem de transformação de resíduos em recursos aborda tanto os resíduos alimentares como os eletrónicos, reciclando baterias e apoiando o desenvolvimento de uma economia circular sem desperdício.
Uma economia em que os recursos são mantidos em uso pelo maior tempo possível.
Estima-se que 1,3 bilhão de toneladas de resíduos alimentares e 50 milhões de toneladas de lixo eletrônico são gerados globalmente a cada ano.
Reciclar baterias, o tratamento convencional
As baterias gastas são geralmente tratadas com calor extremo (acima de 500 ° C) para derreter metais preciosos, que emitem gases tóxicos perigosos. Abordagens alternativas estão sendo estudadas que usam soluções de ácidos fortes ou soluções de ácidos mais fracos com peróxido de hidrogênio para extrair metais. No entanto, essas soluções de reciclagem de baterias ainda produzem poluentes secundários que representam riscos à saúde e à segurança.
Professor Madhavi Srinivasan ele é codiretor do laboratório da Aliança para Pesquisa em Economia Circular da NTU Cingapura-CEA (NTU SCARCE).
Ele disse: “Os atuais processos de reciclagem de lixo eletrônico industrial consomem muita energia e emitem poluentes nocivos e resíduos líquidos. Isto indica uma necessidade urgente de métodos ecológicos à medida que a quantidade de lixo eletrônico aumenta. Nossa equipe mostrou que é possível fazer isso com substâncias biodegradáveis. Essas descobertas são baseadas em nosso trabalho no laboratório SCARCE do Instituto de Pesquisa Energética da NTU (ERI @N).
O laboratório SCARCE foi criado para desenvolver formas mais ecológicas de reciclar baterias e outros resíduos eletrônicos.”
Professor Dalton Tay da Escola de Ciência e Engenharia de Materiais da NTU e da Escola de Ciências Biológicas disse: “Em Cingapura, um país com poucos recursos, este processo de mineração urbana para extrair metais preciosos de todos os tipos de resíduos eletrônicos torna-se muito importante. Com este método, não só abordamos o problema do esgotamento de recursos, mantendo estes metais preciosos em uso tanto quanto possível, mas também o problema do lixo eletrónico e da acumulação de resíduos alimentares, ambos uma crise global crescente.”
Os resultados foram publicados na revista científica Environmental Science & Technology.
Uma abordagem sustentável de baixo custo
Com a reciclagem de resíduos de baterias gerando poluentes nocivos, a hidrometalurgia, que utiliza água como solvente para extração, vem sendo cada vez mais explorada como uma possível alternativa.
Este processo envolve primeiro a trituração e trituração do bateria usado para formar um material fragmentado denominado massa negra. Os pesquisadores então extraem metais preciosos da massa negra, dissolvendo-os em uma mistura de ácidos fortes ou ácidos fracos mais outros produtos químicos, como o peróxido de hidrogênio, antes de precipitar os metais.
Embora mais ecológicos do que os métodos convencionais, a utilização de produtos químicos tão fortes à escala industrial poderia gerar uma quantidade substancial de poluentes secundários, representando riscos significativos para a segurança e a saúde.
A equipe da NTU descobriu que combinar casca de laranja seca no forno moída em pó e ácido cítrico, um ácido orgânico fraco encontrado em frutas cítricas, pode atingir o mesmo objetivo.
Testes laboratoriais
Em experimentos de laboratório, a equipe descobriu que sua abordagem extraiu com sucesso cerca de 90% de cobalto, lítio, níquel e manganês de baterias gastas de íon-lítio, uma eficácia comparável à abordagem que utiliza peróxido de hidrogênio.
Reciclagem de pilha com casca de fruta: como funciona?
A chave está na celulose encontrada na casca da laranja, que é convertida em açúcares durante o processo de extração. Esses açúcares melhoram a recuperação de metais dos resíduos de baterias. Os antioxidantes naturais presentes na casca da laranja, como flavonóides e ácidos fenólicos, contribuem ainda mais para a eficiência.”
Há mais. Os resíduos sólidos gerados por este processo foram considerados não tóxicos. Este método é ecologicamente correto.
Do antigo para o novo
A partir dos materiais recuperados, os pesquisadores montaram novas baterias de íons de lítio. Baterias que mostraram capacidade de carga semelhante às comerciais.
Outras pesquisas estão em andamento. O objetivo é otimizar o desempenho do ciclo de carga-descarga dessas baterias feitas com materiais recuperados.
Isto sugere que esta nova tecnologia é “praticamente viável para a reciclagem de baterias de iões de lítio em escala industrial”.
A equipe agora está procurando melhorar ainda mais o desempenho das baterias geradas por resíduos de baterias tratadas.
Desenvolvimentos futuros
Essa abordagem de resíduos para recursos também pode ser estendida a outros tipos de resíduos de frutas e vegetais ricos em celulose. Essa abordagem pode contribuir muito para a nova economia circular do lixo eletrônico.
