Aplicació de la mineria urbana a la cadena de valor de les bateries d'ions de liti mitjançant la integració de tecnologies de separació

TREBALL FI DE GRAU Grau en Enginyeria Química APLICACIÓ DE LA MINERIA URBANA A LA CADENA DE VALOR DE LES BATERIES D'IONS DE LITI MITJANÇANT LA INTEGRACIÓ DE TECNOLOGIES DE SEPARACIÓ Memòria i Annexos Autor: Núria Garí Teixidó Director: César Alberto Valderrama Angel Convocatòria: Juny 2023 Aplicació de la mineria urbana a la cadena de valor de les bateries d'ions de liti mitjançant la integració de tecnologies de separació i Resum A causa de la greu crisi climàtica que es pateix actualment, la Unió Europea ha iniciat diferents projectes que tenen com a finalitat assolir la neutralitat climàtica canviant els combustibles fòssils per energia neta provinent de fonts renovables. El problema és que per obtenir l’energia neta es depèn de les condicions climàtiques, per això és necessari emmagatzemar en bateries, l’energia que no es consumeix en moments de sobreproducció per a poder-la utilitzar posteriorment. Com que a Europa no hi ha els recursos necessaris per poder crear noves bateries de liti, que són les que presenten millor comportament electromecànic, l’obtenció de les mateixes implica reciclar les bateries ja existents. L’objectiu principal del projecte és estudiar la viabilitat de reciclar les bateries existents que han arribat al final de la seva vida útil i que, en cas de no ser reciclades, acabarien en abocadors. En aquest treball es fa un estudi de les diferents vies de reciclatge que hi ha actualment que apliquen processos de mineria urbana. S’analitzen diferents processos de tractament com són els hidrometal·lúrgics, els pirometal·lúrgics i fins i tot tècniques de separació que combinen totes dues rutes. Hi ha diferents processos de reciclatge que permeten obtenir materials per a fer noves bateries. També hi ha recollits i explicats alguns processos de tractament que estan en estudi i que encara no s’han implementat. Aquests se centren en recuperar els materials de la massa negra que no es poden recuperar amb els processos de mineria urbana existents. Per últim, hi ha un capítol on s’explica què fan les grans empreses d’automoció per reciclar bateries així com l’impacte ambiental del reciclatge. Memòria ii Resumen Debido a la grave crisis climática en la que estamos sometidos actualmente, la Unión Europea ha iniciado diferentes proyectos que tienen como finalidad conseguir la neutralidad climática cambiando los combustibles fósiles por una energía limpia providente de fuentes renovables. El problema es que para obtener esta energía limpia se depende de las condiciones climáticas, por ello es necesario almacenar en baterías la energía que no se consume en momentos de sobreproducción para poder utilizarla posteriormente. Como en Europa no hay los recursos necesarios para poder crear nuevas baterías de litio, que son las que presentan el mejor comportamiento electromecánico, la obtención de las mismas pasa por reciclar las baterías ya existentes. El objetico principal del proyecto es estudiar la viabilidad de reciclar las baterías existentes que han llegado al final de su vida útil y que, si no se reciclaran, acabarían en vertederos. En este trabajo se estudian las diferentes vías de reciclaje que hay actualmente que aplican procesos de minería urbana. Se estudian diferentes procesos de tratamiento como son los hidrometalúrgicos, los pirometalúrgicos e incluso técnicas que combinan ambas rutas. Hay diferentes procesos de reciclaje que permiten obtener materiales para hacer baterías nuevas. También hay recogidos y explicados algunos de los procesos de tratamiento que están en estudio y que todavía no están implementados. Estos se centran en recuperar los materiales de la masa negra que no se pueden recuperar con los procesos de minería urbana existentes. Por último, hay un capítulo en el que se explica que hacen las grandes empresas de automoción para reciclar baterías, así como el impacto ambiental del reciclaje de las mismas. Aplicació de la mineria urbana a la cadena de valor de les bateries d'ions de liti mitjançant la integració de tecnologies de separació iii Abstract Due to the climate crisis that is currently happening, the European Union has begun some projects that aim to achieve climate neutrality by replacing fossil fuels with clean energy from renewable sources. The problem is that getting clean energy depends on the weather conditions, so it is necessary to store the not consumed energy, produced in overproduction moments, in batteries to use it later. Europe doesn’t have the necessary resources to create new lithium batteries, which are the ones that have the best electromechanical behaviour, so the recycling of the existing Li-ion batteries is obligatory. The main objective of the project is to study the viability of recycling the existing batteries that have ended their useful life and that, if not recycled, would end up in landfills. In this work, the study is centered in studying different recycling routes that currently exist in urban mining processes. Different treatment processes are studied such as hydrometallurgical, pyrometallurgical and separation techniques that combine both routes. There are different processes allow obtaining recycled materials to make new batteries. There are also explained some treatment processes under study that haven’t been implemented yet. These processes are focused on recovering materials from the black mass that can’t be recovered with the existing urban mining processes. Finally, it is explained what do the automotive companies do to recycle batteries and the environmental impact of recycling. Memòria iv Aplicació de la mineria urbana a la cadena de valor de les bateries d'ions de liti mitjançant la integració de tecnologies de separació v Agraïments En primer lloc agrair al director del projecte, César Valderrama la guia i els punts des d’on partir per a elaborar el treball. Agrair-li també les correccions i consells que m’ha anat donant durant la confecció del treball. També vull donar les gràcies a tothom qui estudia diferents processos de reciclatge per a fer que puguem tenir un món millor i que fan que l’impacte de les bateries sigui menor en aquest moment que son tan necessàries. Agrair també a la meva família el recolzament i ànims que m’han estat donant des del primer dia i durant tota l’etapa universitària que no ha estat fàcil. Per últim agrair als docents la feina feta durant aquests anys i a tots els companys de grau que m’han estat donant suport en tot el què he necessitat. Memòria vi Aplicació de la mineria urbana a la cadena de valor de les bateries d'ions de liti mitjançant la integració de tecnologies de separació vii Glossari Aglutinant: Substància enganxosa que recobreix els elèctrodes en les piles i bateries de liti i que manté les partícules del recobriment unides. (Lubrizol 2020) Bateries LMO: bateries d’ió òxid de manganès Bateries LPF (LFP en anglès): “és un tipus de bateria d’ió liti que, en comparació amb altres tipus de bateries, és capaç de carregar-se i descarregar-se a altes velocitats” (Rouse, M 2015 Traduït de l’anglès). Té una densitat d’energia superior a les bateries LIB. El material que compon el càtode és el liti-ferro-fosfat (LiFePO4). Bateries NCA: bateries de níquel, cobalt i alumini. S’utilitzen als cotxes de la marca Tesla i tenen una elevada densitat d’energia. Bateries NiMH: bateries de níquel i hidrur metàl·lic. Classificació per aire: És una tècnica de reciclatge que separa les fraccions més lleugeres de les més pesants posant la mescla a separar en una canonada a la qual s’hi aplicarà aire que aspirarà els materials més lleugers. D2EHPA: Àcid bis(2-etilexil)fosfòric Densitat d’energia: “És la quantitat d’energia que pot emmagatzemar la bateria en funció de la massa. Es mesura en W·h/kg.” (Energy.gov 2023 Traduït de l’anglès) Emissions antropogèniques: son aquelles emissions que provenen de les activitats realitzades pels humans. Són les emissions dels greenhouse gases (GHGs) i els aerosols causats pels humans. Les activitats incloses en l’emissió de gasos inclouen la crema de combustibles fòssils, la desforestació, la fertilització, la gestió de residus i processos industrials entre d’altres. Garbell: “Estri que té forma de colador i que està ple de forats iguals. Serveix per a separar objectes que tenen mides desiguals deixant-ne passar uns, i retenint-ne uns altres.” (Optimot) Garbellar: Passar pel garbell. Hidrometal·lúrgia: Extracció del metall dels minerals. NMC(OH)2: hidròxid compost de níquel cobalt i manganès Aplicació de la mineria urbana a la cadena de valor de les bateries d'ions de liti mitjançant la integració de tecnologies de separació 5 3. Bateries d’ió Liti Una bateria d’ió Liti (LIB) és un element d’emmagatzematge elèctric, recarregable, que per generar energia, es basa en la transferència dels ions de Liti entre dos elèctrodes. Al 1985, es va desenvolupar el primer prototip en base a les investigacions que s’havien estat fent a la dècada dels 70, i va ser al 1991 quan un equip de l’empresa Sony va desenvolupar la primera bateria comercial d’ió Liti. A mida que s’ha anat avançant en el temps, s’han incorporat altres elements i compostos com el diòxid de Níquel, el manganès o el cobalt, que han millorat la densitat de càrrega, el rendiment i la seguretat. (Andrea, D. 2020). A l’interior d’una bateria no hi ha un gran volum de Liti en estat sòlid, només hi ha ions, que representen un 2% del volum de la cel·la. Una avantatge que presenten les bateries de Liti respecte els altres tipus de bateries és que no tenen efecte memòria, de manera que pràcticament no es descarreguen quan el dispositiu que alimenten no està en funcionament. Actualment les bateries d’ió liti tenen múltiples usos: des de les bateries pels telèfons intel·ligents fins a les bateries pels cotxes que tenen algun tipus de propulsió elèctrica, per això estan molt esteses. 3.1. Funcionament i característiques bateries Li-on Sigui quina sigui la finalitat d’una bateries i la mida que tingui, està composta per dues parts: un ànode d’on surten els electrons i un càtode que els rep. Aquests, es mouen d’ànode a càtode a través d’un electròlit que dona lloc a la diferència de potencial que produeix la corrent. Quan passa això, la bateria es descarrega, en canvi, quan la bateria es carrega, els ions es tornen a desplaçar cap a l’ànode de manera que no es genera energia. L’ànode habitualment és una làmina de coure que està cobert per una capa molt fina de carboni polvoritzat, el càtode, en canvi és una làmina d’alumini que està coberta per un òxid metàl·lic en pols com ara: l’òxid de cobalt (III) i liti (LiCoO2), l’òxid de níquel i liti (LiNiO2) o l’òxid de manganès de liti (LiMnO4). Els materials polvoritzats estan units amb un adhesiu polimèric, el polifluorur de vinilidè (PVFD) que actua com si fos una pega. L’ànode i el càtode estan enrotllats amb cossos en forma cilíndrica o prismàtica. L’electròlit és una sal de liti, que acostuma a ser l’hexafluorofosfat de liti (LiPF6), dissolta en un dissolvent orgànic. Memòria 6 “Si s’assumeix que el cobalt és el metall de transició de les espècies de diòxid de liti, les reaccions que es produeixen quan una bateria es descarrega són: • Al càtode: Li1-xCoO2 + xLi+ + xe- → LiCoO2 • A l’ànode: LixC → C + xLi+ +xe- • Reacció global: Li1-xCoO2 +LixC → LiCoO2 + C” (Alvarenga, D. et al 2019) Figura 3.1. Esquema funcionament d’una bateria de Liti (Font: Mártil, I. 2019) 3.2. Composició bateries de liti Una batria de liti, a grans trets, està composta per: l’ànode, el càtode i l’electròlit. En aquest apartat es farà un anàlisi en més profunditat de cadascuna d’aquestes parts. Els components i materials que conformen una bateria s’adjunten a la taula que tenim a continuació: Aplicació de la mineria urbana a la cadena de valor de les bateries d'ions de liti mitjançant la integració de tecnologies de separació 7 Taula 1. Components de les bateries (Font: Velázquez-Martínez et al. 2019) Component de la bateria % pes Material més habitual que s’utilitza Caixa/ Bastidor ∼25% Acer i/o plàstic Càtode ∼27% LiCoO2, LiNixMnyCozO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiFePO4 Ànode ∼17% Grafit, Li4Ti5O12 Làmines de Cu i Al i connectors ∼13% Cu i Al Electròlit ∼10% Solució de LiPF6, LiBF4, LiClO4 i LiSO2 dissolts en carbonat de polipropilè, carbonat d’etilè o dimetil sulfòxid Separador ∼4% Polipropilè microporós Aglutinant ∼4% Polifluorur de vinilidè (PVDF) 3.2.1. Ànode El grafit va ser el primer component que va actuar com a càtode gràcies a que estava en gran abundància a la natura, que el preu era baix i que tenia una densitat d’energia moderada. Encara que actualment el grafit segueix utilitzant-se, l’òxid de liti i titani (LTO) està guanyant terreny perquè presenta una capacitat volumètrica més alta i un cicle de vida més llarg. Un altre substitut possible pel grafit és l’òxid de silici, però el problema d’aquest és l’elevat preu de mercat. 3.2.2. Càtode El càtode té diferents composicions en funció de quina és la utilitat de la bateria. Segons Arambari et al. (2019) s’han de tenir en compte diferents factors en funció del tipus de càtode a escollir: la densitat i potència d’energia, el cost i la el temps de vida útil. No hi ha un estàndard de càtode que sigui predominant, sinó que depèn de la finalitat de la bateria. A la taula 2 hi tenim un resum comparatiu de les composicions del càtode segons el tipus de bateria. Memòria 8 Taula 2. Composició dels càtodes segons el tipus de bateries de liti (Font: Arambari et al.) Tipus LCO LNO LMO NMC NCA Estructura química LiCoO2 LiNiO2 LiMnO2 LiNiMOCoO2 LiNiCoAlO2 Capacitat màxima (mAh/g) 274 275 285 280 279 Capacitat volumètrica (mAh/cm3) 550 1280 1148 600 700 Voltatge mitjà (Li/Li+) 3,8 3,8 3,3 3,7 3,6 Número de cicles 500-1000 300-700 300-700 1000-2000 500 Situació Comercialment estable Comercialment estable Comercialment estable En desenvolupament En desenvolupament Ànode Grafit Grafit Grafit Grafit/ siliconagrafit Grafit Aplicació comercial Apple iPhone Trens, aparells mecànics Nissan leaf Aparells mèdics, àmbit industrial Trens, àmbit industrial 3.2.3. Electròlit L’electròlit es considera que també és una part de la bateria i és una solució líquida que hi ha dins de les bateries que permet la transferència dels ions de liti de l’ànode cap al càtode i viceversa, quan la bateria es descarrega i carrega. Ha de ser capaç de suportar temperatures i voltatges molt alts. Tal i com van expressar Arambari et al. (2019), els productors de LIB fan servir diferents tipus d’electròlits segons la potència de sortida, el cost o la seguretat. Normalment és un líquid que conté elements carbònics orgànics com el carbonat de polipropilè o el carbonat de dimetil. Aplicació de la mineria urbana a la cadena de valor de les bateries d'ions de liti mitjançant la integració de tecnologies de separació 9 Actualment s’està estudiant la viabilitat d’utilitzar electròlits sòlids perquè emmagatzemen més energia i potència, no hi ha risc de què es produeixin explosions espontànies i una major estabilitat química a voltatges més alts. Memòria 10 4. Mineria urbana La societat està entenent que el futur passa per reciclar i reutilitzar el màxim de recursos possibles. Hi ha múltiples raons per entendre que amb la mentalitat d’utilitzar i després llençar els recursos no és viable. Això és per la manca de recursos i matèries primeres que es pateix, així com per la quantitat de residus i emissions que es dipositen directament a l’atmosfera i a l’escorça terrestre quan es produeixen nous articles com poden ser els telèfons mòbils, la roba que vestim o els electrodomèstics. Per això els processos de reciclatge, recuperació de recursos, mineria urbana, economia circular i la minimització i recuperació de materials estan en creixement. La mineria urbana és un nou enfocament que consisteix en recuperar compostos, elements i matèries primeres de productes que han arribat al final la seva vida útil i que de no recuperar-se, acabaran als abocadors. Aquests productes poden tenir qualsevol tipus d’origen urbà com ara: edificis, infraestructures, indústries, material electrònic, productes mediambientals que han rebut emissions antropogèniques... La pràctica més habitual és la recuperació de materials electrònics que provenen d’equips que contenen metalls crítics o d’elevat cost al mercat i que s’han anat modernitzant perquè han quedat obsolets. Degut a l’elevat preu dels metalls que es recuperen, encara que el tractament sigui car, la mineria urbana és un procés que està en creixement. El principal benefici de la mineria urbana té relació directa amb els objectius de desenvolupament sostenible, ja que si es recuperen materials per donar-los una nova vida s’evita el desabastiment de certes matèries primeres i la generació de tones de residus. Aplicació de la mineria urbana a la cadena de valor de les bateries d'ions de liti mitjançant la integració de tecnologies de separació 11 5. Processos de tractament L’inici de les activitats de reciclatge i recuperació de materials comencen amb el pretractament, que és la primera etapa del procés. Aquesta és una fase que és principalment de seguretat perquè es descarrega tota l’energia que pugui haver quedat emmagatzemada a les bateries per poder-les manipular sense risc de patir cap descàrrega elèctrica. Amb el pretractament es pretén assegurar que el desmantellament de les bateries és òptim per garantir una separació dels components eficaç. Segons es va estudiar per Neumann, J. et al (2022) el pretractament de les bateries consisteix en dues etapes: la descàrrega i la separació dels mòduls de les bateries. Després d’extreure i separar les parts en què és possible, es duen a terme processos de separació mecànics. En primer lloc es fa la descàrrega de les bateries amb banys d’aigua salada (amb NaCl o Na2SO4) o amb circuits de descàrrega externs. Tot seguit les bateries es sotmeten a la fase de pretractament que pot ser mecànic o tèrmic. - Pretractament mecànic: l’objectiu principal és separar les parts metàl·liques i concentrar tots els materials recuperables a la massa negra. S’inclouen processos com la trituració i separació dels elements en base a processos mecànics com: la separació magnètica, pneumàtica o gravimètrica. És un dels procediments que presenta millors resultats. - Pretractament tèrmic: es basa en mètodes calorífics i serveix per desactivar els components combustibles que hi puguin haver a les bateries. Es duen a terme processos com la destil·lació, la termòlisi o la combustió per dur a terme la separació. El que es pretén és eliminar i recuperar els components orgànics de la bateria. Amb aquest pretractament, s’aconsegueix que el procediment següent sigui més segur i s’augmenta la possibilitat de recuperar els electròlits o els aglutinants. Degut a la relació que té amb la temperatura, aquests processos acostumen a estar vinculats amb les tècniques de reciclatge pirometal·lúrgiques. 5.1. Mètodes de separació Un cop realitzats els processos de pretractament que permeten manipular les bateries amb més seguretat, s’utilitzen tècniques de separació de mineria urbana, que tenen un major potencial per la indústria de les bateries. Actualment hi ha tres grans processos per reciclar les bateries existents: els hidrometal·lúrgics i els pirometal·lúrgics, que conformen la mineria urbana i el procés de reciclatge directe. En tots tres casos es procurarà tractar la massa negra que conté els materials més valuosos per així poder-los recuperar. També es pretendrà que siguin tan o més purs que els materials que estan substituint per no perdre qualitat de les bateries. Memòria 12 5.1.1. Processos hidrometal·lúrgics Els processos hidrometal·lúrgics consisteixen en extreure el metall dels minerals preparant una solució aquosa de la sal del metall a recuperar i recollint-lo de la solució. Les operacions que acostumen a estar implicades son lixiviació, dissolució del metall o bé una mescla de metall en aigua (normalment amb agents afegits) seguides d’etapes de processat mecànic com la separació magnètica o gravitatòria. Segons la finalitat i el material que es vol recuperar, hi ha diferents etapes de tractaments: - Lixiviació: S’extreu una substància d’un material sòlid després d’haver estat en contacte amb un líquid. Serveix per recuperar materials actius com son els àcids, les bases, els líquids iònics, els dissolvents eutèctics profunds o la bacteriana. - Purificació: la finalitat és eliminar les substàncies restants que limiten la qualitat dels materials recuperats. Hi ha inclosos els processos de cimentació, l’extracció amb solvents o membranes iòniques. - Oxidació: la solució que queda després de la purificació s’oxida amb hipoclorit de sodi per precipitar Co(OH)3. - Acabat: En aquesta etapa s’aconsegueixen els precursors del material actiu necessari per futurs nous dispositius. Pel què fa al reciclatge de les bateries de liti, segons Neumann, J. et al (2022), els processos hidrometal·lúrgics estan basats en la dissolució dels components metàl·lics provinents de l’ànode o del càtode, seguits de la separació dels metalls amb mètodes d’extracció solvent, la transferència dels ions i la precipitació. La lixiviació és el primer pas que es duu a terme després del pretractament. Tot seguit, diferents processos d’extracció solvent i precipitacions permeten anar recuperant els altres materials. 5.1.2. Processos pirometal·lúrgics Els processos pirometal·lúrgics impliquen l’aplicació de calor, degut a això es perden alguns materials. Es fan servir a la indústria per recuperar els metalls de les bateries esgotades. S’opera a temperatures molt altes, a uns 1500ºC, per tal d’assegurar que es produeix la calcinació, la combustió i la fusió dels compostos per poder recuperar materials valuosos. Per purificar-los es fa a través de transformacions físiques i químiques. Les operacions més comunes són: - Torrat: transforma els sulfurs en òxids. - Calcinació: permet transformar hidròxids en òxids del mateix metall i vapor d’aigua. - Fundició: es fa en forns i serveix per reduir els minerals de ferro. - Refineria: eliminació d’impureses que queden al material mitjançant un tractament tèrmic. Aplicació de la mineria urbana a la cadena de valor de les bateries d'ions de liti mitjançant la integració de tecnologies de separació 13 Hi ha processos pirometal·lúrgics que són específics per les piles i bateries: - Piròlisis: l’aigua i el mercuri s’evaporen, es separen i es condensen. Els compostos orgànics son destruïts i emesos en estat gas amb l’aigua. - Reducció: es redueix, a 1500ºC, la fracció metàl·lica restant i es produeixen algunes aleacions metàl·liques. - Incineració: el gas que es genera a la piròlisi s’incinera a 1000ºC i després es refreda ràpidament Com passa en els processos hidrometal·lúrgics, en la separació es combinen tècniques pirometal·lúrgiques amb processos mecànics com la trituració i la separació magnètica. El problema d’aquests tipus de processos és que impliquen una gran pèrdua de materials i que s’emeten moltes emissions. Memòria 20 Figura 7.2. Esquema processos de recuperació d’una bateria de Liti (Font: Kaiser et al. 2021) A la figura 7.2 es mostra que l’àcid més eficient per recuperar qualsevol dels materials és l’àcid clorhídric; que té més d’un 60% d’eficiència recuperant tots els materials excepte el ferro, que només arriba al 40%. Malgrat aquesta disminució percentual en el cas del ferro, es considera l’àcid clorhídric com el millor àcid, perquè el Fe es pot recuperar amb altres mètodes. L’HCl té la capacitat suficient de mobilitzar els materials perquè la lixiviació es dugui a terme, però el problema d’aquest àcid és l’elevada corrosió que presenta i que en la lixiviació es forma Cl2 en estat gas, el qual és tòxic. En el gràfic anterior (figura 7.2) també s’observa com el pitjor àcid és el glucònic, ja que mostra uns percentatges de lixiviació força inferiors al 50% per gairebé tots els materials. Aquest àcid no proporciona la mobilització necessària per recuperar els materials excepte en el cas del coure i el manganès. Aplicació de la mineria urbana a la cadena de valor de les bateries d'ions de liti mitjançant la integració de tecnologies de separació 21 Segons la concentració de l’àcid amb el qual es fa la primera digestió, els resultats obtinguts son millors o pitjors. A les figures 7.3 i 7.4 de l’estudi de Kaiser et al. (2021) es mostra la variació de l’eficiència de la lixiviació segons la concentració dels àcids amb els que es fa la digestió (es mostren l’ H2SO4 i l’ HCl ja que son els que presenten major eficiència). Figures 7.3.- 7.4. Influència de la concentració dels àcids en el % de la lixiviació (Font: Kaiser et al. 2021) - Per l’àcid sulfúric, a l’estudi de Kaiser et al. (2021), la lixiviació del cobalt i el manganès es considera és màxima a concentració 2N, en canvi pel níquel i l’alumini ho és a concentració 4N. Per determinar quina concentració és l’òptima caldria tenir en compte les quantitats d’alumini i ferro presents. Donat que les variacions percentuals no son gaire significatives, tenint en compte l’estudi de Nayl et al. i considerant l’estalvi que suposaria treballar amb un àcid la meitat de concentrat, es prendrà com a òptima la concentració de 2N. - Per l’àcid clorhídric, Kaiser et al. (2021) amb la corroboració de Wang et al. consideren que la concentració 4N és l’òptima per recuperar el cobalt, el manganès i el níquel de les bateries de liti desgastades. Malgrat que a la figura 7.4 es veu com l’eficiència del manganès 4N disminueix respecte el 2N, la disminució és significativa; en canvi, el cobalt i el níquel augmenten la recuperació. Per altra banda, la recuperació del coure és més significativa perquè l’eficiència de lixiviació augmenta d’un 10 a un 40% aproximadament. Això ens fa pensar que malgrat l’augment de preu de l’HCl, aquest cost es compensa amb el preu del coure que es pot recuperar. A la taula que s’adjunta a continuació, s’hi mostren els resultats amb les composicions del lixiviat i el rendiment de la lixiviació després de la digestió a les concentracions òptimes de l’àcid sulfúric i el clorhídric. Memòria 22 Taula 7. Concentració a la solució lixiviada després de la digestió amb HCl i H2SO4 (Font: Kaiser et al. 2021) Concentració a la solució lixiviada [mg·g-1residu sòlid] Co Cu Mn Ni Àcid c[mg·g-1]  [%] c[mg·g-1]  [%] c[mg·g-1]  [%] c[mg·g-1]  [%] H2SO4 2N 17,8 63,2 21,6 80,1 241,3 79,9 49,4 54,4 HCl 4N 20,7 63,8 17,2 63,8 200,3 66,4 62,1 63,3 A la taula 7 hi ha reflectit que les concentracions i les eficiències de recuperació dels materials és molt semblant pels dos àcids que s’han utilitzat com a lixiviants. Per tant, no hi ha ni un agent lixiviant ni unes condicions òptimes, però l’àcid sulfúric presenta uns resultats lleugerament millors. Si es té en compte que la concentració del sulfúric és la meitat que la de l’àcid clorhídric i que, per tant serà més barat, es pot considerar que és una millor opció. Així doncs, aquest procés desenvolupat permet mobilitzar els metalls valuosos continguts en la massa negra; el residu sòlid restant passa per una etapa de digestió en què els metalls es dissolen. Els àcids: sulfúric 2N i clorhídric 4N donen millors resultats en la lixiviació. 7.2.2. Separació selectiva dels metalls Normalment els processos hidrometal·lúrgics que impliquen extracció amb solvents son eficients per recuperar materials purs, però en el cas de les bateries, com que els materials queden a la massa negra les empreses de reciclatge opten per recuperar i utilitzar la bateria sencera o bé no reciclar-la. L’estudi de Pavón et al. (2021), que és la continuació de l’estudi en què es fa la lixiviació, investiga si no generar residus en el reciclatge de les bateries és rentable. Posterior a la lixiviació s’extreuen els metalls restants que no s’han pogut recuperar. Aplicació de la mineria urbana a la cadena de valor de les bateries d'ions de liti mitjançant la integració de tecnologies de separació 23 Figura 7.5. Procés de separació de Al, Co, Cu, Fe, Mn, Ni després de l’etapa de digstió (Font: Pavón et al. 2021) A la figura 7.5 hi ha representat el procés de separació pel residu del procés COOL. Després de la digestió amb H2SO4 0,5 mol·L-1 es pot recuperar l’alumini, el cobalt, el coure, el ferro, el manganès i el níquel de manera efectiva. - El ferro es recupera amb un procés d’extracció solvent de 3 etapes fent servir D2EHPA diluït. Tot seguit el metall es separa completament de la càrrega fent un decapat amb HCl de concentració 5 mol/L obtenint així ferro pur. Després del decapat es pot fer una neteja amb aigua desionitzada i tornar a repetir el procés d’extracció solvent per netejar bé el ferro i evitar perdre eficiència. - Per separar el manganès i el cobalt de la solució (que ja no conté ferro), s’afegeix hidròxid de sodi per augmentar el pH a 3 es fa un procés d’extracció solvent de quatre etapes amb TBP. A Memòria 24 continuació es fa un decapat d’una sola etapa amb H2SO4 1 mol/L que permet recuperar el manganès i el cobalt. Com en el cas del ferro, es pot fer una neteja amb aigua desionitzada i repetir el procés d’extracció solvent per augmentar la puresa dels metalls recuperats. - Es torna a afegir NaOH per augmentar el pH a 6 i es separa l’alumini amb la precipitació de l’hidròxid d’alumini. Després de la filtració s’obté una mescla de níquel i coure que es pot separar amb tècniques d’electrodeposició. A la taula 8 s’hi mostren els resultats en composició i percentatge de cada material pur. Taula 8. Composicions i eficiència d’extracció després del tractament del residu sòlid. (Font: Pavón et al. 2021) Al Co Cu Fe Mn Ni Concentració [mg·L-1] 1,2±0,02 3,7±0,12 3,1±0,48 0,8±0,21 38,3±0,91 14,4±2,1 Eficiència extracció [%] 99,7±1,07 99,8±0,78 97,8±1,46 98,5±0,65 99,9±1,11 98,6±1,32 Mitjançant aquest procés tots els materials de les bateries de liti es poden separar i recuperar per fer servir posteriorment de manera individual; ara bé, per poder aplicar-lo, cal que sigui avaluat des dels punts de vista tècnic, econòmic i mediambiental. Aplicació de la mineria urbana a la cadena de valor de les bateries d'ions de liti mitjançant la integració de tecnologies de separació 25 8. Què es fa actualment per reciclar les bateries de Liti existents? Les empreses d’automoció Alemanyes son les que actualment estan més avançades amb la recuperació de les bateries de Liti ja que volen prescindir, en la mesura del possible, els materials provinents de fonts primàries i que no es troben a Europa. L’objectiu de totes elles és aconseguir ser neutres en l’emissió de residus que generen les bateries i reduir la petjada de carboni a la Terra. En aquest capítol es farà un anàlisi de com reciclen aquestes empreses les bateries ja existents. 8.1. Volkswagen Des de fa 10 anys a Volkswagen estan estudiant com poder recuperar matèries primeres molt valuoses com el níquel, el manganès, el cobalt i el liti de les bateries. Amb la recuperació d’aquests materials, l’empresa aconsegueix reduir la petjada de carboni, a més, poden disminuir costos i preservar el medi ambient. L’objectiu de l’empresa era tenir al 2021 una planta de reciclatge en funcionament que fos capaç de recuperar el 100% de liti, níquel, manganès i cobalt i el 90% d’alumini, coure i plàstic. La planta estava dissenyada per poder reciclar 3600 bateries per any, que es tradueix amb un pes d’unes 1500 tones de material a reciclar. Amb la pandèmia, la construcció d’aquesta planta es va endarrerir i encara no està operativa. La construcció de la planta va començar el 2022 a Slzgitter i es pretén que estigui en funcionament a partir del 2025. L’empresa vol reciclar unes 3600 bateries/any per donar-los una segona oportunitat i evitar generar tants residus. D’aquesta manera l’empremta de carboni de l’automobilística disminuirà i així aconseguirà abordar noves àrees de negoci. Per cada bateria, que es considera que té un pes d’uns 400 kg, les proporcions de material reciclable son: Taula 9. Quantitat dels components d’una bateria de liti (Font: Volkswagen AG 2019) Material reciclable Al Grafit Ni Electròlit Cu Plàstic Pes [kg] 126 71 41 37 22 21 Memòria 26 Material reciclable Mn Co Li Electrònica Acer Residu Pes [kg] 12 9 9 8 3 41 Quan es vol reciclar una bateria s’analitza amb un “test” específic i segons els resultats es pot donar una segona vida a la bateria o bé recuperar els materials. Si es dona una segona vida, la bateria es reutilitza abans destinant-la a estacions de càrrega que poden operar de manera autònoma. Figura 8.1. Esquema del què passa quan es recicla una bateria (Font: Volkswagen AG 2019) Les bateries a les que no se’ls dona una segona vida es reciclaran. Primer es trituraran les parts individuals, després s’assecarà i garbellarà el material per separar els components. Aleshores es tindran dues parts: el què es coneix com a massa negra que, mitjançant processos hidrometal·lúrgics separarà el níquel, el liti, el cobalt i el manganès, i una barreja d’alumini, coure i acer que es separarà amb la tècnica de classificació per aire. Un cop estan separats i classificats segons el material que son, poden ser tornats a fer servir per produir noves bateries. Aplicació de la mineria urbana a la cadena de valor de les bateries d'ions de liti mitjançant la integració de tecnologies de separació 27 Figura 8.2. Esquema del procés de reciclatge d’una bateria (Font: Volkswagen AG 2019) 8.2. Opel Les bateries passat un període de 8 a 12 anys, només es poden carregar al 70-80% de la seva capacitat. Quan es canvien per bateries noves, les velles es preparen per donar-los una segona vida com a bateries de cotxe re-condicionades. Si no se’ls pot donar una segona vida, es poden connectar entre elles per formar un bloc de bateries que emmagatzemi energia eòlica o per a parcs solars. Després d’haver-los donat aquesta segona vida, les bateries es reciclen per recuperar-ne els materials verges. D’aquesta manera l’empresa redueix al mínim l’impacte mediambiental que generen els residus de les bateries. 8.3. BMW L’empresa vol aconseguir la neutralitat climàtica expandint l’ús de materials secundaris en circuits de reciclatge tancats. La primera opció per part de BMW és donar una segona vida a les bateries i fer-les servir de nou, ara bé, quan ja no son aptes per a aquesta segona vida, es reciclen. La companyia està treballant amb la fundació d’un cicle pioner que consisteix en desmantellar les bateries d’alt voltatge que ja no es poden fer servir als vehicles elèctrics i fer servir tecnologia Memòria 28 innovadora per recuperar-ne un alt percentatge de níquel, liti i cobalt. Els materials recuperats es fan servir per produir noves bateries pel grup BMW. 8.4. Northvolt Aquesta no és una empresa d’automoció, però es dediquen a reciclar bateries convertint-les en materials verges que es puguin reutilitzar. Les empreses automobilístiques Volvo, BMW i Volkswagen col·laboren amb aquesta empresa. El mètode de reciclatge que utilitzen està basat en mètodes hidrometal·lúrgics. L’anomenen Revolt i té vàries etapes: - Descàrrega: es fa per poder reciclar de manera segura les bateries. En mesura del possible, l’energia recuperada es farà servir en posteriors etapes del reciclatge. - Desmantellament: consisteix en treure els mòduls, amb l’ajuda de robots, de les bateries que arriben. La feina dels robots és desenroscar, tallar, aixecar, moure i altres operacions que siguin necessàries en aquesta etapa. - Triturat i ordenat: és un procés mecànic que tritura les bateries. Després es separa el material amb diferents tècniques que serveixen per separar metalls i plàstics. L’electròlit s’aïlla i es recupera i la resta de material queda contingut en la massa negra. - Procés hidrometal·lúrgic: es fa servir per separar els materials de la massa negra. L’objectiu és tancar el cercle i fer bateries d’altres bateries evitant així el malbaratament i el desabastiment de matèries primeres. 8.5. Novolitio És una empresa espanyola dedicada al reciclatge de bateries de liti. Va néixer d’un projecte conjunt amb Endesa i Urbaser amb la finalitat de tenir una via de reciclatge de components de les bateries dels cotxes elèctrics. Aquesta empresa es va donar a conèixer a principis de desembre del 2022 i l’objectiu és reciclar unes 8000 bateries/any. Es posarà en funcionament a partir de la segona meitat del 2023. A aquelles bateries que se’ls pugui donar una segona vida i es puguin reutilitzar, es farà; les que no puguin optar per aquesta via de reciclatge, es trituraran per poder recuperar l’alumini, el coure i els plàstics així com la massa negra. De la manera com es reciclarà la massa negra per recuperar el cobalt, el níquel i el manganès, encara no s’ha donat informació al respecte. Aplicació de la mineria urbana a la cadena de valor de les bateries d'ions de liti mitjançant la integració de tecnologies de separació 29 9. Impacte ambiental del reciclatge de les bateries de liti Actualment reciclar les bateries de liti és un procés costós tant per la manera com es fa, que no és fàcil, com econòmicament. A més, cal afegir que com que el mercat de les bateries està en procés de creixement, per tant, els recursos disponibles per a reciclar son inferiors que els recursos necessaris. Però s’ha d’evolucionar i aconseguir que el reciclatge cada cop estigui més implementat per així evitar que arribem a un punt sense retorn. Costa, C. et al. (2021) van explicar que actualment el reciclatge de les bateries podria estalviar consumir un 51% de recursos naturals a més de reduir el consum de combustibles fòssils i energia nuclear que suposa extreure els materials de la natura, però hi ha limitacions perquè no tothom porta les bateries desgastades a punts de reciclatge, de manera que es perd l’oportunitat de recuperar-les. Amb la feina de reciclatge que fan empreses com Northvolt es vol aconseguir reduir la petjada de carboni i que sigui de 10 kg CO2/kWh. Tal i com s’ha indicat a la Taula 2 del capítol 5.2, alguns els processos hidrometal·lúrgics tenen com a inconvenient que es generen aigües residuals i poden acabar a la natura, però cal controlar aquests processos per no malmetre el medi ambient; per altra banda, els processos pirometal·lúrgics generen grans emissions de gasos tòxics. Així doncs, l’impacte del reciclatge cap al medi ambient, no és neutre. Així doncs, encara que les rutes de recuperació presentin alguns inconvenients, l’impacte del reciclatge cap al medi ambient és positiu perquè evita el desabastiment de les matèries primeres i es redueix la petjada de carboni. També es redueix la generació de tones i tones de residus de material electrònic. Memòria 36 Ara bé, el reciclatge és beneficiós pel medi ambient perquè es redueix la petjada de carboni i s’evita l’esgotament dels recursos no renovables. Tot i que existeixen diferents processos de reciclatge que estan implementats i funcionant, el problema que hi ha actualment és que el nivell de la demanda de bateries és superior a la quantitat que se’n pot reciclar. Per això, de moment, no s’ha pogut fer una transició completa i utilitzar només materials reciclats sinó que encara es depèn dels que s’extreuen de les mines. Actualment, el reciclatge directe és gairebé l’únic mètode de reciclatge que genera beneficis econòmics, però aquest és un procés que no permet recuperar tots els materials de les bateries. Mitjançant la mineria urbana, el reciclatge de les bateries no és possible ja que el volum de despeses que es tenen és molt superior als guanys econòmics obtinguts per la venda dels materials reciclats. Degut al gran interès que es té en fer la transició cap a una energia més neta i que les bateries son necessàries, s’han de trobar les injeccions econòmiques per poder fer que el reciclatge sigui viable. Aplicació de la mineria urbana a la cadena de valor de les bateries d'ions de liti mitjançant la integració de tecnologies de separació 37 Anàlisi Econòmica En aquest capítol s’hi afegirà el càlcul del pressupost destinat a aquest projecte. Tenint en compte que es tracta d’un treball teòric i que no hi ha despeses de reactius o material, en aquest pressupost només s’hi inclouran els costos del personal que hi ha treballat, les despeses aproximades d’energia i s’inclourà el preu de la impressió d’un exemplar del projecte. Pel que fa als documents consultats tampoc s’ha tingut cap despesa ja que la gran majoria eren d’accés lliure. En el cas que s’hagi consultat algun text que no tingués l’accés obert, s’hi ha pogut accedir sense suposar cap cost a través del compte de la universitat. Durant els dos primers mesos les hores de treball es van centrar principalment en buscar informació, del mes d’abril cap endavant, les hores de treball ja es van dedicar a anar confeccionant la memòria. Han quedat dividides com es mostra a la taula 10: Taula 10. Resum d’hores treballades (Font: pròpia) Febrer Març Abril Maig Juny Hores/setmana 10 15 20 20 15 Setmanes treballades 2 5 4 5 2 Hores mensuals 20 75 80 100 30 Hores totals 305 Per fer un càlcul aproximat, s’ha suposat que el treball es feia en una empresa, comptant que existia un conveni de pràctiques i que la remuneració de l’estudiant és de 8€/hora, que és el preu establert segons la UPC. Per tant, els costos de l’estudiant que ha elaborat el treball han estat de 2440€. El professor que ha estat supervisant i donant suport en el treball, es considera que és un professor associat de tipus 4 (taules retributives UPC). Aquestes taules són les corresponents a l’any 2022 ja que no s’ha trobat les del 2023. Suposarem que en les seves tasques de revisió i assessorament. El professor ha tingut una dedicació de tipus 160 (2H). El sou mensual és de 499,80€ i si suposem que hi ha treballat durant 4 mesos perquè tenim en compte que, dels 5 mesos que ha durat el projecte, no tots han estat complets, les despeses de revisió i supervisió seran de 1999,20€. Pel què fa al cost de la impressió d’una còpia d’un exemplar del projecte, s’ha consultat a una impremta de Badalona (Gual Gràfica) i el cost per imprimir una còpia en color i enquadernar-la és de 20€. Memòria 38 Per últim, es tindrà en compte la despesa energètica que s’hagi pogut tenir mentre s’ha estat treballant i per tant, el cost de la corrent consumida. S’ha tingut en compte la informació trobada a “chcenergia” on es diu que al final d’una jornada de 8 hores el consum d’un ordinador és d’uns 30 cèntims. Per tant, per 305 hores de treball es gastaran uns 12€. Pel què fa al cost de la llum, s’ha utilitzat una calculadora online (certific) i, suposant que s’ha tingut encesa una bombeta de 50W durant les 305 hores de treball i que el preu de la llum era el del dia 12 de juny del 2023 (0,1358 €/kWh), la despesa de llum serà d’uns 2,07€. Taula 11. Resum costos del projecte (Font: pròpia) Costos estudiant (€) Costos revisió (professor) (€) Costos impressió (€) Costos energètics (€) 2440 1999,20 20 14,07 Costos totals 2673,27 € Aplicació de la mineria urbana a la cadena de valor de les bateries d'ions de liti mitjançant la integració de tecnologies de separació 39 Bibliografia ALVARENGA, D. et al. 2009. Hidrometallurgical separation of aluminium, cobalt, copper and lithium from spent Li-ion bateries, vol. 187 issue 1, p. 238-246, ISSN 0378-7753. [en línia] Disponible a: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378775308019964 ANDREA D. 2020. Lithium-Ion Batteries and Applications: A Practical and Comprehensive Guide to Lithium-Ion Batteries and Arrays, from Toys to Towns, Volume 1, Batteries. Norwood: Artech House. [en línia] Disponible a: https://ebookcentral-proquest- com.recursos.biblioteca.upc.edu/lib/upcatalunya-ebooks/detail.action?docID=6237629# AOTELEC. Materiales del cátodo de la bateria de litio. [en línia] Disponible a: https://es.aotelec.com/ncm-811-precursor-without-lithium-nmc-oh-2-811-material-for-li-ion- batteries_p151.html ARAMBARRI, James, et al. 2019. Lithium ion car batteries: Present analysis and future predictions. Environmental Engineering Research, vol. 24, no 4, p. 699-710. [en línia] Disponible a: https://www.eeer.org/upload/eer-2018-383.pdf BACKHAUS, R. 2021. Battery Raw Materials- Where from and where to? [en línia] Disponible a: https://link.springer.com/article/10.1007/s38313-021-0712-5 BMW. 2022. BMW Group creates closed recycling llop for high-voltage bateries. [en línia] Disponible a: https://www.press.bmwgroup.com/global/article/detail/T0393733EN/bmw-group-creates-closed- recycling-loop-for-high-voltage-batteries-in-china?language=en Britannica, T. Editors of Encyclopaedia. 1998 Concept of "hydrometallurgy" Encyclopedia Britannica. [en línia] Disponible a: https://www.britannica.com/technology/hydrometallurgy Britannica, T. Editors of Encyclopaedia. 2016 Concept of "pyrometallurgy" Encyclopedia Britannica. [en línia] Disponible a: https://www.britannica.com/technology/pyrometallurgy Certific. Calculadora del consum energètic d’una bombeta. [en línia] Disponible a: https://certific.es/calcular-consumo-bombilla.html Commission Europa. 2019. Un pacto verde Europeo: Esforzarnos por ser el primer continentes climáticamente neutro. [en línia] Disponible a: https://commission.europa.eu/strategy-and- policy/priorities-2019-2024/european-green-deal_es Annexos 40 Commission Europa. 2019. REPowerEU: Affordable, secure and sustainable energy for Europe. [en línia] Disponible a: https://commission.europa.eu/strategy-and-policy/priorities-2019-2024/europeangreen-deal/repowereu-affordable-secure-and-sustainable-energy-europe_es COSTA, C. et al. (2021). Recycling and environmental issues of lithium-ion bateries: Advances, challenges and oportunities, Energy Store Materials. Vol. 37, p.433-465, ISSN 2405-8297. [en línia] Disponible a: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829721000829 EBIN, Burçak; ISIK, Mehmet Ikbal. Pyrometallurgical processes for the recovery of metals from WEEE. In: WEEE recycling. Elsevier, 2016. p. 107-137. [en línia] Disponible a: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128033630000055 ENERGY.GOV. 2023. How Lithium-ion batteries Work. Diferència entre densitat i potència d’energia. [en línia]. Disponible a: https://energy.gov/energysaver/articles/how-lithium-ion-batteries-work Gual Gràfica. Consulta del preu d’impressió i enquadernat del treball. Consultat el 12/06/2023. HEILIG B.V. Clasificador por aire. [en línia] Disponible a: https://www.heiligbv.com/es/productos/clasificador-por-aire/ HERRANZ, I. 2016. Análisis del cicló de vida del proceso de reciclado de una bateria de li-ión en el sector de la automoción. [en línia]. Disponible a: https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2117/106000/Memoria%20TFM%20Ignasi%20Herra nz.pdf Iberdrola. Baterías de ion litio. [en línia] Disponible a: https://www.iberdrola.com/innovacion/bateriasion-litio JOUKIÉ, M., LAUCOURNET, E., BILLY, E. 2014. Hydrometallurgical process for the recovery of high value metals from spent lithium nickel cobalt aluminum oxide based lithium-ion bateries. Journal of Power Sources, vol. 247, p. 551-555, ISSN 0378-7753. [en línia]. Disponible a: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S037877531301478X KAISER, D., PAVÓN, S., BERTAU, M. 2021. Recovery of Al, Co, Cu, Mn and Ni from spent LIBs after Li selective separation by COOL-Process. Part 1: Leaching of Solid Residu from COOL-Process. [en línia]. Disponible a: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/cite.202100098 LANDER, L. et al. 2021. Financial viability of electric vehicle lithium-ion battery recycling. [en línia]. Disponible a: https://ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8283134/#mmc1 Aplicació de la mineria urbana a la cadena de valor de les bateries d'ions de liti mitjançant la integració de tecnologies de separació 41 Lubrizol 2020. La función de los aglutinantes en los recubrimientos de los electrodos de las baterías de litio. Definició aglutinant [en línia] Disponible a: https://espanol.lubrizol.com/Coatings/Blog/2020/04/Binders-in-Lithium-Battery-Electrodes MÁRTIL, I. 2019. Proceso de carga-descarga de una batería de iones de litio. [en línia] Disponible a: https://blogs.publico.es/ignacio-martil/2019/11/28/proceso-de-carga-descarga-de-una-bateria-de- iones-de-litio/ MINING, U. 2015. Urban mining: Concepts, terminology, challenges. Waste Management, 45: 1-3. [en línia] Disponible a: http://www.urbanmining.it/public/documents/simposio/editorial-waste- management-2015.pdf Motorpasion. Qué son las bateries LFP: ventajas, inconvenientes y aplicacions en la automoción. [en línia] Disponible a: https://www.motorpasion.com/revision/que-baterias-lfp-ventajas- inconvenientes-aplicaciones-automocion NEUMANN, J. 2022. Recycling of Lithium-Ion Batteries- Current State of the Art, Cricular Economy, and Next Generation Recycling. [en línia] Disponible a: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202102917 Northvolt. Northvolt Revolt: Believe in resurrection. [en línia] Disponible a: https://northvolt.com/recycling/ Northvolt. Northvolt Revolt: Closing the loop on bateries. [en línia] Disponible a: https://northvolt.com/articles/revolt/ Opel. Recycling for our environament. [en línia] Disponible a: https://www.opel.com.ec/acerca-de- opel/sustainability/car-recycling.html Opel. The advantages of lithium-ion bateries. [en línia] Disponible a: https://www.opel.ie/emobility/facts-advantages/battery.html Optimot. Definició de garbell. [en línia] Disponible a: https://aplicacions.llengua.gencat.cat/llc/AppJava/index.html?action=Principal&method=cerca_gene rica&input_cercar=garbell&tipusCerca=cerca.tot PAVÓN, S., KAISER, D., BERTAU, M. 2021. Recovery of Al, Co, Cu, Mn and Ni from spent LIBs after Li selective separation by COOL-Process- Part 2: Solvent Extraction from Sulphate Leaching Solution. [en línia] Disponible a: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/cite.202100101 Annexos 42 Retama. ¿Cuáles son los principals procesos de reciclaje de baterías? [en línia] Disponible a: https://retema.es/articulos-reportajes/cuales-son-los-principales-procesos-de-reciclaje-de-baterias ROUSE, M. 2015 Lithium Iron Phosphate Battery. [en línia] Disponible a: https://www.techopedia.com/definition/30835/lithium-iron-phosphate-battery-lfp-battery. STEWARD, D.; MAYYAS, A.; MANN, M. 2019 Economics and challenges of Li-ion battery recycling from end-of-life vehicles. Procedia Manufacturing, vol. 33, p. 272-279. [en línia] Disponible a: https://www.nrel.gov/docs/fy19osti/71350.pdf UPC. 2022. Taules retributives del PDI laboral 2022 [en línea] Disponible a: https://www.upc.edu/transparencia/ca/publicitat-activa/informacio-de- personal/20220218_taules_retributives_del_personal_docent_i_investigador_any_2022.pdf VELÁZQUEZ-MARTÍNEZ, O., et al. 2019. A Critical Review of Lithium-Ion Battery Recycling Processes from a Circular Economy Perspective Batteries 5, no. 4: 68. [en línia] Disponible a: https://doi.org/10.3390/batteries5040068 Volkswagen AG. 2019. Lithium to lithium, manganese to manganese. [en línia] Disponible a: https://www.volkswagenag.com/en/news/stories/2019/02/lithium-to-lithium-manganese-to- manganese.html# Volkswagen. 2020. Battery recycling after the end of a vehicles service. [en línia] Disponible a: https://www.volkswagen-newsroom.com/en/battery-recycling-after-the-end-of-a-vehicles-service- life-7223 ZeCar. 2023. What are LPF, NMC, NCA Batteries in Electric Cars? [en línia] Disponible a: https://zecar.com/resources/what-are-lfp-nmc-nca-batteries-in-electric- cars#Other%20battery%20developments Aplicació de la mineria urbana a la cadena de valor de les bateries d'ions de liti mitjançant la integració de tecnologies de separació 43 Annex A En aquest annex s’hi adjuntaran una sèrie de mapes que indiquen d’on provenen els principals materials per fer bateries de liti. D’aquesta manera es demostra el què s’ha explicat a la introducció de que els materials per fer bateries no provenen de la UE i que per poder construir bateries sense dependre d’altres comunitats, el reciclatge és l´única solució. Als annexos A.1.1 i A.1.2 hi ha els mapes per dos materials concrets, el cobalt i el manganès. A1. Providència dels materials per fer bateries de liti A la figura A.1 s’hi adjunta un mapa resum de la providència dels principals materials que formen les LIB. Figura A.1. Mapa de la producció dels materials utilitzats a les LIB (Font: Steward et al. 2019) Annexos 44 A.1.1. Cobalt Figura A.2. Mapa de la producció del cobalt (Font: Backhaus et al. 2021) Aplicació de la mineria urbana a la cadena de valor de les bateries d'ions de liti mitjançant la integració de tecnologies de separació 45 A.1.2. Manganès Figura A.3. Mapa de la producció del cobalt (Font: Backhaus et al. 2021)