O flúor das baterias de íon-lítio precisam ser reciclados

Sem sombras de dúvidas um dos freios do avanço da tecnologia se chama capacidade e durabilidade das baterias. Até o momento é difícil de ter no mercado uma bateria que não tenha o lítio em sua composição, atualmente, como requisito de durabilidade e capacidade alta de acumular energia.

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A importância de uma bateria de lítio é tão grande que a invenção rendeu um prémio Nobel para os pesquisadores que a inventaram. John B. Goodenough (Universidade do Texas em Austin, EUA), M. Stanley Whittingham (Universidade de Binghamton e Universidade Estadual de Nova York, EUA) e Akira Yoshino (Universidade de Meijo, Japão) foram agraciados com o Prêmio Nobel de Química de 2019.

Infelizmente, usar o lítio em baterias tem um problema que é as suas escassas reservas naturais. Então é muito natural que os pesquisadores busquem substitutos para o lítio, como cálcio, flúor entre outros. A vantagem do cálcio, por exemplo, é sua alta abundância que torna o custo de produção de baterias muito barato.

Por outro lado, o flúor que representava um desafio passou oferecer melhores oportunidade que o cálcio, pois aumentou em consideravelmente a eficiência e durabilidade das baterias de lítio. A chave para o sucesso foi a descoberta de um solvente conhecido como BTFE, que é capaz de deixar os íons de fluoreto, que atuam como ânions, estáveis nas baterias.

Devido ao grande volume que terão que ser fabricadas e recicladas nos próximos anos, a melhoria provocada pelo flúor fez com que este elemento químico fizesse parte do processo de fabricação de baterias de lítio.  Nas baterias de lítio o flúor está presente em pequenas quantidades.

O eletrolítico aniônico usado hexafluorofosfato PF6 um composto de flúor que garante a estabilidade a longo prazo da bateria e permite altas voltagens das células. A desvantagem: PF6 é que ele se decompõe em contato com a água ou no ar úmido. Esse eletrólito é transformado em ácido fluorídrico HF, um ácido tóxico e altamente corrosivo. Isso significa que, enquanto a bateria estiver em operação, ela deverá ser embalada em um envelope hermético, caso contrário, emitirá compostos tóxicos de flúor.

Em tempos de economia circular, esse problema abre novas oportunidades o processo de reciclagem de baterias de lítio. Dentre as possibilidades, os sais de eletrólitos poderiam ser facilmente recuperados das baterias e o flúor ser usado para fabricar novas baterias. Portanto, é importante não apenas reciclar metais como cobalto, níquel, cobre, alumínio e lítio, mas também outros elementos potencialmente tóxicos, como o flúor.

Fontes:

Empa

Inovação tecnológica: Cálcio pode substituir lítio nas baterias – e ajudar o planeta

Inovação Tecnológica: Nobel de Química premia descoberta das baterias de lítio