Los coches eléctricos emiten menos contaminantes que los de gasolina o diésel, pero sus baterías necesitan metales como litio, cobalto, níquel y manganeso.
La mayor parte del litio del mundo se encuentra bajo el desierto de Atacama, en Sudamérica, donde la minería amenaza a las personas y los ecosistemas locales.
Por tanto, los principales fabricantes de vehículos eléctricos necesitan encontrar una fuente fiable de estas materias primas.
Los expertos creen que esto puede lograrse reutilizando metales de baterías existentes mediante el proceso de biolixiviación, que utiliza microorganismos para oxidar el metal.
En el futuro, el reciclaje podría convertirse tanto en el principio como en el final del ciclo de vida de una batería de VE gracias a la biolixiviación.
Hoy en día hay más de 1.400 millones de coches en el mundo, y esa cifra podría duplicarse para 2036. Si todos esos coches queman gasolina o diésel, las consecuencias climáticas serán terribles. Los coches eléctricos emiten menos contaminantes atmosféricos y, si se alimentan con energía renovable, conducir uno no contribuiría a los gases de efecto invernadero que calientan la atmósfera terrestre.
Pero producir tantos vehículos eléctricos (a menudo abreviados como VE) en una década provocaría un aumento de la demanda de metales como litio, cobalto, níquel y manganeso. Estos metales son esenciales para fabricar baterías de VE, pero no están presentes en todas partes. La mayor parte del litio del mundo se encuentra bajo el desierto de Atacama, en Sudamérica, donde la minería amenaza a las personas y los ecosistemas locales.
Los principales fabricantes de VE deben mantener bajos los costes de importación y encontrar una fuente fiable de estas materias primas. La minería en el fondo marino es una opción, pero podría también dañar hábitats y poner en peligro la fauna. Al mismo tiempo, los residuos electrónicos con metales preciosos se acumulan en vertederos y en algunas de las regiones más pobres del mundo, con 2,5 millones de toneladas añadidas al total cada año.
Las propias baterías de los VE tienen una vida útil de entre ocho y diez años. Las baterías de iones de litio se reciclan actualmente a un ritmo escaso, de menos del 5 % en la UE. En lugar de extraer nuevas fuentes de estos metales, ¿por qué no reutilizar lo que ya existe?
La economía del reciclaje
Los mayores recicladores de baterías de iones de litio se encuentran en China. Mientras que en Norteamérica y Europa el reciclaje suele considerarse una obligación que las empresas deben cumplir a cambio de un pago, en China la competencia por las baterías usadas es tan intensa que los recicladores están dispuestos a pagar por hacerse con ellas.
La mayoría de las baterías que sí se reciclan se funden y se extraen sus metales. Esto suele hacerse en grandes instalaciones comerciales que consumen mucha energía y, por tanto, emiten mucho carbono. Estas plantas son caras de construir y operar, y requieren equipos sofisticados para tratar las emisiones nocivas generadas por el proceso de fundición. A pesar de los altos costes, rara vez recuperan todos los materiales valiosos de las baterías.
Se prevé que el valor del mercado mundial del reciclaje de metales crezca de 52.000 millones de dólares estadounidenses (37.000 millones de libras) en 2020 a 76.000 millones de dólares estadounidenses en 2025. Sin métodos de reciclaje menos intensivos en energía, esta industria emergente solo agravará los problemas ambientales. Pero existe un proceso natural para extraer metales preciosos de residuos que se utiliza desde hace décadas.
Bacterias para baterías
La biolixiviación, también llamada biominería, emplea microorganismos que pueden oxidar metal como parte de su metabolismo. Se ha utilizado ampliamente en la industria minera, donde se emplean microorganismos para extraer metales valiosos de los minerales. Más recientemente, esta técnica se ha utilizado para limpiar y recuperar materiales de residuos electrónicos, en particular de las placas de circuito impreso de ordenadores, paneles solares, aguas contaminadas e incluso vertederos de uranio.
Mis colegas y yo, en el Grupo de Investigación en Biolixiviación de la Universidad de Coventry, hemos descubierto que todos los metales presentes en las baterías de VE pueden recuperarse mediante biolixiviación. Bacterias como Acidithiobacillus ferrooxidans y otras especies no tóxicas actúan sobre los metales y los recuperan individualmente, sin necesidad de altas temperaturas ni productos químicos tóxicos. Estos metales purificados son elementos químicos, por lo que pueden reciclarse indefinidamente en múltiples cadenas de suministro.
Ampliar la escala de la biolixiviación implica cultivar bacterias en incubadoras a 37 °C, a menudo utilizando dióxido de carbono. No se necesita mucha energía, por lo que el proceso tiene una huella de carbono mucho menor que las plantas de reciclaje habituales, al tiempo que contribuye menos a la contaminación. Al reducir los residuos de baterías de VE, las instalaciones de biolixiviación permiten a los fabricantes recuperar estos metales preciosos a nivel local y depender menos de los pocos países productores.
Los académicos que trabajan en la biolixiviación se detienen una vez que han eliminado todos los metales preciosos de los residuos electrónicos y estos flotan en la solución. Esto no basta para la industria. Combinamos la biolixiviación con métodos electroquímicos que pueden extraer estos metales y hacerlos útiles para las cadenas de suministro. Por desgracia, los métodos existentes de reciclaje de metales, que requieren mucha energía y productos químicos tóxicos, llevan décadas utilizándose. Las industrias no siempre pueden permitirse innovar, así que corresponde al gobierno exigir cambios e invertir en alternativas más limpias.
Las baterías de los VE son una tecnología todavía en su fase inicial. La reutilización de sus componentes debería considerarse parte de su diseño. En lugar de ser una ocurrencia tardía, el reciclaje puede convertirse tanto en el principio como en el final del ciclo de vida de una batería de VE gracias a la biolixiviación, produciendo materias primas de alta calidad para nuevas baterías a bajo coste ambiental.
