Ainda este ano, a empresa canadenseCiclo de Licomeçará a construir uma fábrica de US$ 175 milhões em Rochester, Nova York, no local onde costumava ser o complexo Eastman Kodak. Quando concluída, será a maior fábrica de reciclagem de baterias de íons de lítio da América do Norte.
A planta terá uma capacidade eventual de 25 quilotons de material de entrada, recuperando 95% ou mais do cobalto, níquel, lítio e outros elementos valiosos através do processo de zero águas residuais e zero emissões da empresa. “Seremos uma das maiores fontes nacionais de níquel e lítio, bem como a única fonte de cobalto nos Estados Unidos”, afirmaAjay Kochhar, cofundador e CEO da Li-Cycle.
Fundada no final de 2016, a empresa faz parte de uma indústria em expansão focada em evitar que dezenas de milhares de toneladas de baterias de íon-lítio entrem em aterros sanitários. Das 180.000 toneladas métricas de baterias de iões de lítio disponíveis para reciclagem em todo o mundo em 2019, pouco mais de metade foram recicladas. À medida que aumenta a produção de baterias de íons de lítio, aumenta também o interesse na reciclagem.
De acordo com sede em LondresArmazenamento Circular de Energia, uma consultoria que acompanha o mercado de reciclagem de baterias de íons de lítio, cerca de uma centena de empresas em todo o mundo reciclam baterias de íons de lítio ou planejam fazê-lo em breve. A indústria está concentrada na China e na Coreia do Sul, onde também é fabricada a grande maioria das baterias, mas existem várias dezenas de startups de reciclagem na América do Norte e na Europa. Além da Li-Cycle, essa lista incluiVolt Norte, que está construindo em conjunto uma fábrica de reciclagem de baterias EV com a Noruegahidro, e ex-aluno de Tesla, J.B. Straubel'sMateriais de sequóia, que tem um escopo mais amplo de reciclagem de lixo eletrônico. [Veja a barra lateral, “14 projetos de reciclagem de baterias de íons de lítio a serem observados”.]
Essas startups visam automatizar, agilizar e limpar o que tem sido um processo trabalhoso, ineficiente e sujo. Tradicionalmente, a reciclagem de baterias envolve queimá-las para recuperar alguns dos metais ou então moer as baterias e tratar a “massa negra” resultante com solventes.
A reciclagem de baterias não precisa apenas ser mais limpa – ela também precisa ser lucrativa e confiável, dizJeff Spangenberger, diretor doCentro ReCell, uma colaboração de pesquisa em reciclagem de baterias apoiada pelo Departamento de Energia dos EUA. “Reciclar baterias é melhor do que extrair novos materiais e jogá-las fora”, diz Spangenberger. “Mas as empresas de reciclagem têm dificuldade em obter lucros. Precisamos torná-lo rentável, para que as pessoas tenham um incentivo para trazer as suas baterias de volta.”
A Li-Cycle operará em um modelo de “raio e hub”, com os raios lidando com o processamento preliminar de baterias antigas e sucata de bateria, e a massa negra alimentando um hub localizado centralmente para processamento final em materiais adequados para baterias. O primeiro discurso da empresa foi em Kingston, Ontário, perto de Toronto, onde a Li-Cycle está sediada; um segundo raio acaba de ser inaugurado em Rochester, onde o futuro centro está previsto para ser inaugurado em 2022.
Os engenheiros da Li-Cycle melhoraram iterativamente a reciclagem hidrometalúrgica tradicional, diz Kochhar. Por exemplo, em vez de desmontar uma bateria EV em células e descarregá-las, eles separam a bateria em módulos maiores e processam-nos sem descarregar.
Quando se trata de produtos químicos de baterias, o Li-Cycle é agnóstico. As principais baterias de níquel-manganês-óxido de cobalto são tão facilmente recicladas quanto aquelas baseadas em fosfato de ferro-lítio. “Não há uniformidade na indústria”, observa Kochhar. “Não sabemos a química exata das baterias e não precisamos saber.”
Quantas baterias precisarão ser recicladas? Nas apresentações, Kochhar refere-se a um “tsunami” de baterias de íons de lítio gastas. Com a expectativa de que as vendas globais de VEs aumentem de 1,7 milhões em 2020 para 26 milhões em 2030, é fácil imaginar que em breve estaremos inundados de baterias gastas.
Mas as baterias de íons de lítio têm vida longa, dizSeu Eric Melin, diretor de Armazenamento Circular de Energia. “Trinta por cento dos VEs usados do mercado dos EUA estão agora na Rússia, Ucrânia e Jordânia, e a bateria veio como passageiro nessa viagem”, diz Melin. As baterias EV também podem ser reaproveitadas comoarmazenamento estacionário. “Ainda há muito valor nesses produtos [usados]”, diz ele.
Melin estima que os Estados Unidos terão cerca de 80 quilotons de baterias de iões de lítio para reciclar em 2030, enquanto a Europa terá 132 quilotons. “Toda empresa [de reciclagem] está montando uma fábrica com milhares de toneladas de capacidade, mas não é possível reciclar mais material do que o que se tem”, observa ele.
Spangenberger, da ReCell, concorda que a necessidade de aumentar a capacidade de reciclagem de baterias não será urgente por enquanto. É por isso que a pesquisa de seu grupo está focada em projetos de longo prazo, incluindo a reciclagem direta do cátodo. A reciclagem tradicional decompõe o cátodo em um sal metálico, e reformar o sal novamente em cátodos é caro. A ReCell planeja demonstrar um método econômico para reciclar pós catódicos este ano, mas serão necessários mais cinco anos até que esses processos estejam prontos para aplicação em grandes volumes.
Mesmo que o tsunami das baterias ainda não tenha chegado, Kochhar diz que os fabricantes de produtos eletrónicos de consumo e de veículos elétricos estão agora interessados nos serviços da Li-Cycle. “Muitas vezes, eles incentivam seus fornecedores a trabalhar conosco, o que tem sido ótimo para nós e muito interessante de ver”, diz Kochhar.
“Os investigadores envolvidos na reciclagem são muito apaixonados pelo que fazem – é um grande desafio técnico e querem descobri-lo porque é a coisa certa a fazer”, diz Spangenberger. “Mas também há dinheiro a ser ganho, e esse é o atrativo.”
