Uso de residuos de carbón para generar litio

Jan 02, 2024

Publicado por el personal | 01 de agosto de 2023

En 2020, NETL otorgó a X-MAT, una división de Semplastics, $1 millón para un proyecto de tres años para desarrollar ánodos compuestos cerámicos derivados de polímeros que utilizan desechos de carbón como fuente de carbono para ánodos de baterías de iones de litio. Desde entonces, el equipo de investigación X-MAT ha convertido esa financiación en algunos desarrollos prometedores para el futuro de la tecnología de baterías de iones de litio y la energía sostenible.

Según NETL, un ánodo es uno de los dos electrodos dentro de una batería de iones de litio, que generalmente consiste en grafito depositado sobre una lámina de cobre. El grafito representa un componente importante del peso y costo total de una batería de iones de litio. Actualmente, puede derivarse de grafito natural (extraído como grafito) o grafito sintético (derivado de otros hidrocarburos) y la mayor parte de su costo (del orden de 10.000 dólares/tonelada) se debe a los requisitos de temperatura y tiempo de procesamiento, se explicó en un comunicado de prensa.

Benchmark Mineral Intelligence informa que "hay alrededor de 150 libras de grafito por vehículo eléctrico y, para 2035, se estima que se necesitarán más de 150 nuevas minas de grafito para satisfacer la demanda proyectada". Dado que el grafito constituye aproximadamente el 28% de la batería típica de un vehículo eléctrico, la cantidad total de grafito necesaria alcanzaría muchos millones de toneladas en 2035." Se necesitaría mucha energía, tiempo y recursos para generar tal cantidad de grafito.

Sin embargo, la nueva tecnología de X-MAT, que utiliza tratamiento térmico para cerámicas derivadas de carbón y polímeros como sustituto del grafito, puede reducir tanto el tiempo de procesamiento como la temperatura de los materiales anódicos, al tiempo que aumenta significativamente la carga de silicio. "Basándonos en los resultados de nuestra investigación y desarrollo financiados por el Laboratorio Nacional de Tecnología Energética del Departamento de Energía, creemos que los residuos de carbón pueden desempeñar un papel importante en la mitigación de este déficit y ya se están produciendo en los volúmenes que serían necesarios". explicó un portavoz de la empresa en el comunicado.

El equipo de investigación X-MAT ha combinado carbón con la tecnología patentada de la compañía basada en resina formadora de silicio para crear carbono para baterías de iones de litio, informó Joe Stoffa, gerente de tecnología NETL para el Programa de procesamiento de mineral de carbono, en un comunicado de prensa. Este material de ánodo se probó de forma independiente en baterías 18650, que se utilizan en los BEV populares. Los resultados de las primeras 18650 celdas que se fabricaron utilizando carbón y cerámica derivada de polímeros mostraron una capacidad de retención del 80% después de 1000 ciclos de carga y descarga completas, lo que demostró las prometedoras capacidades de ciclo de vida de la nueva tecnología, según el liberar.

“Al final del proyecto, el material del ánodo X-MAT ha demostrado estabilidad en el factor de forma 18650 y se muestra prometedor como un material de ánodo de carbono con alto contenido de silicio y un voltaje nominal más alto que podría costar menos que los actuales, al mismo tiempo que tiene una significativa co- beneficiarse mediante la utilización de residuos de carbón”, afirmó Stoffa.

Bill Easter, director ejecutivo de X-MAT, dijo a la revista Waste Advantage: “El uso de desechos de carbón como material de valor agregado no solo proporciona una fuente nacional de ánodos sino que crea un nuevo mercado para los desechos de carbón. Agradecemos el apoyo del Departamento de Energía y NETL, quienes hicieron posible este proyecto. Nuestro material a base de carbón puede satisfacer esta demanda de una manera más ecológica y daría lugar a una fuente nacional de material de ánodo, lo que ayudaría a Estados Unidos a reducir la dependencia de países extranjeros para los materiales críticos necesarios para respaldar la creciente demanda de electrificación”.

Más información sobre formatos de texto