A demanda por lítio na Terra é tão grande que em breve poderá se tornar um problema global. Os seus recursos no planeta são extremamente limitados, enquanto a procura desta matéria-prima básica para a produção de baterias está em constante crescimento. Uma solução para o problema da deficiência de lítio pode ser a sua extração de baterias usadas. No entanto, este ainda é um processo extremamente caro, sujo e muito demorado. Mas pode ser acelerado, dizem os cientistas.
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Pesquisadores da Rice University têm trabalhado para criar uma tecnologia verde para extrair lítio de baterias usadas. Eles começaram pegando emprestada uma receita de solvente do campo da química verde. Os químicos, como todos os outros cientistas preocupados com o meio ambiente, procuravam algo mais seguro para o meio ambiente para reações com solventes. Tal descoberta foi a descoberta de solventes eutéticos profundos (DES ou DES, em inglês) no início dos anos 2000. Estes são líquidos ecológicos que provaram ser capazes de precipitar lítio e outros metais da solução.
«A taxa de redução [tradicional] é muito lenta porque o lítio é normalmente o último metal a precipitar depois de todos os outros metais, por isso o nosso objetivo era descobrir como poderíamos atingir especificamente o lítio”, explicou Salma Alhashim, que é uma das principais autores. “Aqui usamos DES, que é uma mistura de cloreto de colina e etilenoglicol, sabendo pelo nosso trabalho anterior que durante a lixiviação neste DES, o lítio fica rodeado por íons cloreto do cloreto de colina e lixivia para a solução.”
Mas esta foi apenas uma solução parcial para o problema da recuperação acelerada do lítio da solução. Em geral, a propriedade do cloreto de colina era conhecida por aumentar a absorção da radiação de microondas por este composto. E isso se tornou um grande catalisador do processo! Os pesquisadores conseguiram isolar o lítio quase 100 vezes mais rápido do que em um banho de óleo tradicional. Na verdade, levaram apenas 15 minutos para recuperar 87% do lítio, um processo que levaria 12 horas em banho de óleo.
«Isso nos permitiu lixiviar seletivamente o lítio sobre outros metais”, disse Sohini Bhattacharyya, outro autor principal do trabalho. “Usar microondas para este processo é semelhante à forma como um microondas de cozinha aquece rapidamente os alimentos. A energia é transferida diretamente para as moléculas, fazendo com que a reação ocorra muito mais rapidamente do que com métodos convencionais de aquecimento.”
Como a química dos solventes DES é flexível, eles podem ser configurados para extrair outros elementos de soluções, como cobalto ou níquel. O processo acaba sendo tão limpo e rápido que pode fazer uma grande diferença nas futuras cadeias de fornecimento e reciclagem de baterias de lítio.