Hala ere, aurreikuspen horiek lortzeko, egungo birziklatze-prozesuak garatu eta hobetu behar dira, batez ere metal baliotsu kritikoak berreskuratzeari ez ezik, elementu ez-metalikoak berreskuratzeari dagokionez ere (adibidez, bateriaren elektrolitoa bera).
Horregatik, bateriak birziklatzearekin lotutako ikerketa lanean ari dira birziklatzeko teknika berriak identifikatzeko, edo, hala badagokio, lehendik dauden prozesuak bultzatzeko eta hobetzeko eredu eta bideak identifikatzeko.
Aurretratamenduaren faseak behar bezala leheneratzeko abiapuntu gisa
Birziklatzearen zikloa birziklatu nahi diren baterien aurretratamenduarekin edo "prestaketarekin" hasten da.
Aurretiazko fase hori kritikoa da birziklatze-prozedurek aurrera egin dezaten; izan ere, askotan, fase horren araberakoa da ondorengo prozedura guztiaren segurtasuna, bai eta bateriaren ahalik eta osagai gehien berreskuratzeko aukerak ere.
Horrela, prozeduraren lehen etapa honen bidez, tratatuko den bateria behar bezala "desmuntatzen" dela ziurtatu nahi da (modu horretan bateria modu seguruan manipulatzen dela bermatuz), bai eta gerora berreskuratu beharreko osagaiak modu eraginkorrean bereizten direla ere.
Aurre-tratamenduko bi aukera aurkitzen ditugu nagusiki:
Lehenengoa aurretratamendu mekanikoa da, baterien elementuak deskargatu, birrindu eta banatzean datzana, oinarri mekanikoko teknologia baten bidez (oro har, bereizketa magnetikoa, pneumatikoa eta/edo grabimetrikoa).
Formula horrek erakutsi du eraginkortasun-maila handiena aurretratamenduari dagokionez (batez ere aurrerago zehaztuko diren teknika hidrometalurgikoei dagokienez), are gehiago azken urteotan, prozesua digitalizatzea ahalbidetu duten automatizazio eta adimen artifizialeko soluzio berriei esker.
Azken urteotan indarra hartzen ari den beste aukera nagusia aurretratamendu termikoa da, izenak berak dioen bezala, prozesua garatzeko bero-metodoetan oinarritzen dena.
Hala, destilazio-, pirolisi-, termolisi- edo errekuntza-eragiketen bidez, osagai organikoak ezabatzen/berreskuratzen dira, baterien hondakinak modu seguruagoan manipulatzea lortuz, eta, gainera, elektrolitoa eta aglutinatzailea berreskuratzeko aukerak hobetuz (azken kasu horretan, lehenaren tipologiaren eta erabilitako teknikaren araberakoa da). Bere izaeragatik, jarraian ikusiko ditugun teknika pirometalurgikoen zati izan ohi da, beste ibilbide batzuekin erabiltzeko modukoa izan daitekeen arren.
Etorkizun handiko ibilbide hidrometalurgikoa
Birziklatze-prozesuari dagokionez, badirudi ibilbide hidrometalurgikoa dela etorkizunean baterien birziklapenaren industria bereganatzeko aukera handiena duena, egungo emaitzei eta hobekuntza-aurreikuspenei esker (bai egungo teknologientzat, bai irtenbide berri potentzialentzat). Izan ere, aukera hori da etorkizun handikotzat jotzen dena, etorkizunean Bateriei buruzko Europako Zuzentaraua kontuan hartzen badugu.
Teknika hidrometalurgikoek material aktiboetan (organikoak edo ez-organikoak) dauden elementuen azidozko disolbagarritasunarekin jolasten dute, material horiek disoluzio bidez berreskuratzeko.
Hainbat etapa dituen prozesua da, eta, besteak beste, honako hauek nabarmentzen dira: aurretratamendua (baterien manipulazio segurua bermatzeko, oro har, aipatutako metodo mekanikoetan oinarrituta); lixibiazioa, zeinaren bidez material aktiboak berreskuratzea lortzen baita; arazketa, bilatutako produktuaren beharrezko kalitatea mugatzen duten substantzia laguntzaileak ezabatzea ahalbidetzen duena; eta fabrikazioa (elektrolisia, kristalizazioa, kontsignatarioak egiteko material berriak lortzen diren akabera).
Teknika honen abantaila nagusia osagai askoren berreskuratze handia da, egungo grafitoa ere berreskuratzea ahalbidetzen duena. Gainera, baterien industriak ("Battery grade" produktuak) berriro erabili ahal izateko adinako kalitatearekin, ekonomia zirkularra sustatuz.
Une honetan elektrolitoa berreskuratzea lortzen ari ez diren arren, prozesu konplexuxeagoekin (aurretratamendu termikoekin batera) teknika hidrometalurgiko horien bidez elektrolitoa berreskuratzeko bidean aurrera egiten ari diren lehen azterketak garatzen ari dira.
Gainera, martxan jarri bitartean gas toxikorik isurtzen ez duenez, birziklapenaren industria garatzeko aukera erakargarrienetako bat da. Are gehiago datozen urteetan prozedura horrek berekin dakarren hondakin-uren sorrera murrizten bada.
Alternatiba pirometalurgikoa
Ibilbide hidrometalurgikoarekin batera, irtenbide pirometalurgikoak izan dira orain arte emaitzarik onenak izan dituztenak.
Teknika horiek tenperatura altuak (1.500 ºC inguru) erabiltzen dituzte bateriak urtzeko eta, horrela, karbonoz egindako konposatu guztiak erretzeko.
Horrela, baterian sartutako metal baliotsuak ondoriozko aleazio batean amaitzen dira (bateriaren konposizioaren arabera, gutxi gorabehera kobalto, nikel edo manganesoan aberatsa izan daitekeena), ondoren, banaka, prozesu hidrometalurgikoen bidez disolbatuz berreskura daitezkeenak.
Gainera, eta ibilbide hidrometalurgikoarekin kontrajarrita, aukera horrek bateria erabilien aurretiazko manipulazio- eta aurretratamendu-faseak murrizten ditu, eta horrek birziklatze-prozesua "arintzen" du. Horrek eta prozesuan zehar sua eta eztanda egiteko arriskua kontrolatzeko erraztasunak bide hori martxan jartzeko aukera seguruenetako bat bihurtzen dute.
Hala ere, beroa prozesuaren oinarri gisa erabiltzeak berak dakar konponbide horien desabantailarik handiena. Izan ere, horren ondorioz, oso zaila egiten da bateriaren osagai asko berreskuratzea, hala nola elektrolitoa, grafitoa, altzairua, aluminioa edo litioa, guztiak zepa edo "off-gas" eran galtzen baitira.
Gainera, aipatu bezala, dauden metalak bezalako beste osagai batzuk banaka berreskuratzea hidrometalurgiako tekniken erabileraren araberakoa izan daiteke, eta horrek, askotan, ziklo osoan azken aukera hori aukeratzea ekar dezake. Are gehiago, kontuan hartuta ibilbide hidrometalurgikoak pirometalurgikoak baino inpaktu atmosferiko txikiagoa duela; izan ere, azken kasu horretan, isurketa atmosferikoen bolumen handia dago, hain zuzen ere, prozesuaren ardatz gisa tenperatura altuak erabiltzeagatik.
Teknika eta erronka berriak horizontean
Ibilbide hidrometalurgikoa eta pirometalurgikoa dira gaur egun potentzial handiena duten aukerak, eta sektorea horiek optimizatzeko eta hobetzeko lanean ari da.
Hala ere, aukera horietako bakoitzaren ahulgune batzuk minimizatzeak ekar dezakeen zailtasuna dela eta, azken urteotan beste aukera batzuk lantzen ari gara, egungo emaitzak gaindituko dituen beste aukera bat aurkitzeko.
Horrela, "Birziklatze zuzena" deritzona da orain dela gutxi "hirugarren bide" gisa kontzentratu dena. Prozesu honen oinarria sinplea da: bateria birziklatzea da helburua, katodoaren material aktiboaren egitura kristalinoa bere horretan utziz.
Beraz, birziklapen zuzenaren bidez, material katodikoen hasierako propietateak eta gaitasun elektrokimikoa leheneratu nahi dira, ordezko elementuetan deskonposatu gabe, bateria berriak fabrikatzeko zuzenean berrerabil baitaitezke. Horretarako, hainbat prozesu mekaniko, termiko, kimiko eta elektrokimiko aztertzen ari dira, birziklatze-prozesuan bateria "berpizteko".
Azken finean, helburua birziklatze-prozesua optimizatzea da, ahalik eta errentagarritasun handiena bilatuz, eta eragin negatiboa ahalik eta txikiena izatea, bai berreskuratzeari dagokionez, bai ingurumenari dagokionez.
Hala ere, prozesuen optimizazio eta hobekuntza horrek (bai finkatuenak, bai garatzen ari direnak) egungo artearen egoera bultzatzeaz gain, etorkizunerako aurreikusten diren bateria-teknologia berriak prestatzea ere bilatzen du.
Hori dela eta, epe ertainerako ikerketa-ikuspegiak formula hidrometalurgiko berrien edo birziklatze zuzena bezalako prozesu hasiberrien garapenean jarrita daude, aurreikuspenak betez gero etorkizunean egoera sendoa masiboki hartzeak ekarriko dituen erronkak ase ahal izateko.
Une horretara iritsi arte, eta laburpen gisa, CIC energiGUNEtik gaur egun errotuen dauden birziklatze-prozesuen egungo egoeraren infografia labur bat aurkezten dugu, haien abantailen eta desabantailen arteko alderaketa azkar bat egin ahal izateko:
