Investigadores desarrollan método rentable para extraer litio de baterías usadas
Un equipo de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign ha demostrado un método comercialmente viable para recuperar litio, elemento crítico para baterías recargables, a partir de desechos de baterías mediante un proceso de recuperación electroquímica, según revela un estudio publicado en la revista ACS Energy Letters.
El estudio, liderado por el profesor Xiao Su del departamento de ingeniería química y biomolecular, describe un proceso innovador que podría transformar el reciclaje de baterías y fortalecer la cadena de suministro de litio, un material estratégico vulnerable a disrupciones.
El método desarrollado consiste en lixiviar metales de las baterías usadas en un solvente orgánico, para luego utilizar una celda electroquímica donde un electrodo recubierto con un polímero especial captura selectivamente los iones de litio.
"El principal desafío es la presencia de otros metales en los flujos de recuperación de litio, particularmente en los lixiviados orgánicos, que es una forma común de disolver baterías usadas para su reciclaje", explicó Su, según el comunicado publicado por la universidad. "Para superar estos desafíos, hemos introducido un copolímero que captura litio selectivamente directamente de solventes orgánicos y que puede regenerarse electroquímicamente".
En el laboratorio, el equipo de investigación desmonta las baterías y extrae los metales en un solvente orgánico, creando una mezcla que contiene litio y otros metales. Posteriormente, trasladan el solvente a una celda electroquímica con un electrodo recubierto con un copolímero especialmente diseñado que captura específicamente los iones de litio de la mezcla, funcionando de manera similar a una esponja.
"El electrodo cargado de litio se coloca luego en una nueva solución, y se aplica un voltaje", detalló Su. "Esto provoca que el polímero libere los iones de litio capturados, que son recolectados, mientras deja otros metales atrás en el lixiviado original. Esta regeneración electroquímica permite ciclos repetidos de recuperación selectiva y eficiente de litio de baterías de desecho".
Una característica distintiva de esta investigación es su análisis de viabilidad económica. "Descubrimos que, utilizando un enfoque de tres etapas, el litio recuperado podría producirse a un costo económicamente favorable en comparación con los precios actuales del mercado de litio", afirmó el investigador principal.
Esto significa que el nuevo método podría ser significativamente menos costoso o al menos competitivo en costos con los métodos existentes de producción de litio. Sin embargo, Su señaló que, aunque los resultados de prueba de concepto son muy prometedores, aún queda trabajo por hacer en la ampliación del sistema y el modelado de procesos para validar aún más sus hallazgos.
El estudio fue codirigido por la ex estudiante de posgrado Nayeong Kim, con contribuciones de los investigadores postdoctorales Johannes Elbert y Hee-Eun Kim, y el estudiante de pregrado Chengxian Wu. La investigación recibió apoyo del Departamento de Energía de Estados Unidos a través del programa Basic Energy Sciences.
"Estos resultados ayudan a resaltar la amplia aplicabilidad de las separaciones electroquímicas para el reciclaje de metales, no solo en agua, sino también de solventes orgánicos que se utilizan comúnmente para lixiviar baterías de desecho", concluyó Su. "Visualizamos que este trabajo ayudará a establecer una cadena de suministro de litio más circular y sostenible, mejorando la seguridad del suministro y potencialmente reduciendo los impactos ambientales asociados con otras formas de extracción de litio, como la minería".
El artículo titulado "Redox-active crown ether copolymer for selective lithium recovery from spent lithium-ion battery" está disponible en línea en la revista ACS Energy Letters desde el 1 de septiembre de 2025.
