En el proyecto CarE-Service (Circular Economy oriented services for re-use and remanufacturing of hybrid and electric vehicles components through Smart Mobile Modules (SMM)), correspondiente al programa de investigación e innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea, participan 15 entidades pertenecientes 7 países diferentes, entre los que se cuenta la empresa dedicada al reciclado de todo tipo de baterías Envirobat España.
“En líneas generales, el proyecto trata de estudiar la reutilización de los materiales de cada una de tres las cadenas de valor del mismo (metales, tecnopolímeros y baterías)”, cuentan de Envirobat a pv magazine.
La parte más disruptiva y novedosa del proyecto CarE-Service es el diseño y desarrollo de los ‘Smart Mobile Modules’ (SMMs). Se trata de contenedores equipados con robots adaptados para el trabajo conjunto con el personal humano y un sistema TIC, que se desplazan con camiones a los lugares requeridos. En estos contenedores, se realizan los procesos de desmantelamiento de componentes de EV y HEV, así como su posterior análisis, testeo y certificación de las piezas.
Toda la información recopilada durante estos procesos es almacenada en una plataforma tecnológica (ICT Platform), que constituye otro de los puntos fuertes de este proyecto. Su diseño permite integrar los procesos de todas las partes interesadas de las nuevas cadenas de suministro circulares como, por ejemplo, exponer los productos disponibles en el mercado (que previamente han sido desensamblados y testeados en los SMMs), mostrar las demandas de los clientes, gestionar pedidos, seleccionar operador logístico, gestión y reservas de SMMs, generación de estadísticas basadas en Big Data y Machine Learning, etc.
Reutilización…
Envirobat está involucrada en la cadena de valor de las baterías, que, en el caso de los vehículos eléctricos e híbridos, constituyen aproximadamente un tercio del valor final de compra, siendo uno de los componentes con mayor valor añadido. “El objetivo principal es optimizar el proceso de desensamblaje de baterías una vez finalizada su vida útil en el vehículo para el que fueron diseñadas, y el posterior testeo de las mismas para poder conocer su estado (State of Health)”, cuenta la compañía a pv magazine.
“Esto nos permitirá evaluar en qué aplicación de segunda vida será más ventajosa su utilización. La segunda vida de estas baterías puede ser muy variada, desde almacenamiento estacionario para energías renovables domésticas e industriales, electro-movilidad en vehículos con menor exigencia que los EV/HEV (maquinaria de limpieza industrial, carretillas, etc.) hasta su empleo como fuente de suministro eléctrico puntual y de reserva en lugares remotos”, añade.
…o reciclado de baterías
Finalmente, también puede plantearse el escenario de que las baterías no puedan ser reutilizadas porque no cumplan los requisitos mínimos establecidos para su reensamblaje (daños irreversibles), o que simplemente la plataforma ICT indique que en un determinado momento es más favorable el reciclado de las baterías que su reutilización (alto precio de metales en el mercado, baja demanda de baterías de segunda vida, por ejemplo).
Para dar respuesta a esta posible demanda, dentro del proyecto CarE-Service también se contempla el reciclado de baterías. La línea de investigación en este caso es conjunta de Envirobat España con Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM-CSIC) y el CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche) italiano, y se basa en la recuperación de metales clave (Litio, Cobalto, Níquel, Manganeso) mediante procesos hidrometalúrgicos respetuosos con el medioambiente.
¿Cómo se hace?
El proceso hidrometalúrgico se inicia con un pretratamiento mecánico, cuyo objetivo es preparar las baterías dañadas para que el posterior proceso de extracción de metales sea lo más ventajoso posible. Para ello, hay que desensamblarlas hasta nivel de celda, para reducir el volumen de material a tratar y disminuir la presencia de impurezas. Tras el proceso de descarga, se procede a la molienda y tamizado, permitiendo así separar la masa negra, rica en los metales objetivo (Figura 1).
A continuación, se realiza el proceso hidrometalúrgico como tal (Figura 2), que consiste en la extracción de los metales de la masa negra mediante inmersión en diferentes tipos de disoluciones, que pueden ser ácidos inorgánicos fuertes, ácidos orgánicos, más respetuosos con el medio ambiente, o disoluciones básicas amónicas.
Una vez extraídos los metales, se procede a su separación mediante precipitación selectiva con carbonatos o extracción líquido-líquido. Dependiendo de la pureza requerida de los productos finales, se realizará un proceso de purificación.
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