Navegando por Autor "Regatieri, Helton Rogger"

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    Reciclagem de baterias de íon-lítio: uma proposta de rota tecnológica sustentável
    (2026-03-10) Regatieri, Helton Rogger
    A reciclagem de baterias de íon-lítio (LIBs) tem se consolidado como alternativa estratégica frente à crescente demanda por dispositivos eletrônicos e veículos elétricos, bem como à escassez de matériasprimas críticas como lítio, cobalto e níquel. Este trabalho investigou rotas sustentáveis para o descarregamento, desmontagem, separação e reaproveitamento de componentes catódicos e anódicos das LIBs do tipo prismático. Na etapa de descarga, apresentou-se o uso de água de coco industrializada, incluindo amostras vencidas em até 45 dias, como eletrólito verde alternativo. A solução apresentou condutividade elétrica média de 4,45 mS·cm-1 e taxa de variação de tensão (ΔV/Δt) de 1,57 mV·min-1 ao longo de 28 horas, assegurando descarga gradual e segura. O desempenho da água de coco foi superior à obtida com soluções binárias de NaCl e KCl na mesma concentração molar. A separação do material ativo dos eletrodos foi realizada por meio das técnicas de Lavagem Sequencial Ultrassônica (ânodo) e Termo-Lavagem Sequencial Ultrassônica (cátodo), alcançando eficiências de recuperação de 97% e 82%, respectivamente. Na etapa de lixiviação ácida, foram testados quatro ácidos: cítrico (C₆H₈O₇), sulfúrico (H₂SO₄), nítrico (HNO3) e água régia. O C₆H₈O₇, o H₂SO₄ e a água régia atingiram extrações superiores a 90% para Co, Ni, Mn e Li. No entanto, apenas os dois primeiros foram selecionados para continuidade dos testes, com base em critérios combinados de eficiência de lixiviação e viabilidade ambiental, sendo a água régia descartada devido à sua elevada agressividade química e restrições ambientais. O H₂SO₄ apresentou maior rendimento, enquanto o C₆H₈O₇ destacou-se pela seletividade e menor impacto ambiental. Para as baterias apreendidas pela Receita Federal do Brasil (RFB), foi validado um método de reciclagem direta com relitiação do pó catódico em solução de LiOH (2 mol L -1 ), seguida de secagem e tratamento térmico. As análises por DRX confirmaram a reestruturação do composto NMC, evidenciando o potencial de reuso funcional do material. Os resultados consolidam um protocolo seguro, tecnicamente eficiente e ambientalmente sustentável para o reaproveitamento de LIBs. Resumen El reciclaje de baterías de ion-litio (LIBs) se ha consolidado como una alternativa estratégica frente a la creciente demanda de dispositivos electrónicos y vehículos eléctricos, así como a la escasez de materias primas críticas como litio, cobalto y níquel. Este trabajo investigó rutas sostenibles para la descarga, el desensamblaje, la separación y el reaprovechamiento de componentes catódicos y anódicos de LIBs prismáticas. En la etapa de descarga, se introdujo el uso de agua de coco industrializada, incluidas muestras vencidas hasta por 45 días, como electrolito verde alternativo. La solución presentó una conductividad eléctrica promedio de 4,45 mS·cm⁻¹ y una tasa de variación de voltaje (ΔV/Δt) de 1,57 mV·min⁻¹ durante 28 horas, asegurando una descarga gradual y segura. El desempeño del agua de coco fue superior al obtenido con soluciones binarias de NaCl y KCl en la misma concentración molar. La separación de los materiales activos de los electrodos se realizó mediante Lavado Secuencial Ultrasónico (ánodo) y Termo-Lavado Secuencial Ultrasónico (cátodo), alcanzando eficiencias de recuperación de 97% y 82%, respectivamente. En la etapa de lixiviación ácida se evaluaron cuatro ácidos: cítrico (C₆H₈O₇), sulfúrico (H₂SO₄), nítrico (HNO₃) y agua regia. El C₆H₈O₇, el H₂SO₄ y el agua regia lograron extracciones superiores al 90% para Co, Ni, Mn y Li. Sin embargo, solo los dos primeros fueron seleccionados para la continuidad de los ensayos, con base en criterios combinados de eficiencia de lixiviación y viabilidad ambiental, mientras que el agua regia fue descartada por su alta agresividad química y restricciones ambientales. El H₂SO₄ presentó mayor rendimiento global, mientras que el C₆H₈O₇ se destacó por su selectividad y menor impacto ambiental. Para las baterías incautadas por la Receita Federal de Brasil, se validó un método de reciclaje directo mediante relitiación del polvo catódico en solución de LiOH (2 mol·L⁻¹), seguida de secado y tratamiento térmico. Los análisis de DRX confirmaron la reestructuración del compuesto NMC, evidenciando su potencial de reúso funcional. Los resultados consolidan un protocolo seguro, técnicamente eficiente y ambientalmente sostenible para el reaprovechamiento de LIBs.