WESTBOROUGH, Mass. — Sacos plásticos de pó escuro ficam em uma prateleira de metal. O pó contém minerais que vieram de baterias de íons de lítio e estão destinados a serem transformados em baterias novamente. Isso, por si só, não é revolucionário.
Mas a localização desta prateleira — em um modesto parque industrial a uma hora a oeste de Boston — simboliza como a indústria de reciclagem de baterias está à beira de uma mudança.
Hoje, as principais etapas do processo de reciclagem de baterias acontecem principalmente no exterior, particularmente na Ásia. As empresas de lá passaram anos construindo uma cadeia de suprimentos de baterias na qual a reciclagem e a construção de baterias estão intimamente conectadas.
Mas cada vez mais baterias passam suas vidas alimentando veículos elétricos nos Estados Unidos. Transportar minerais para o outro lado do mundo custa dinheiro, cria emissões de carbono, adiciona riscos à cadeia de suprimentos e, da perspectiva dos EUA, empurra alguns empregos e lucros para o exterior.
É por isso que o governo dos EUA está investindo dinheiro em um esforço para trazer todo o ecossistema de reciclagem de baterias para os Estados Unidos. Enquanto isso, as montadoras e empresas de baterias, à medida que constroem novas fábricas de baterias e EVs pela América do Norte, querem a reciclagem por perto; elas terão muitas baterias para descartar nos próximos anos, à medida que as vendas de veículos elétricos aumentam.
Esses minerais em seus sacos plásticos de 25 libras, reciclados por uma empresa chamada Ascend Elements, simbolizam a nova geografia da reciclagem de baterias. Eles foram moídos na Geórgia, processados em Massachusetts e enviados para Michigan para fabricação — cada etapa acontecendo nos Estados Unidos.
Mantendo os minerais da bateria mais perto de casa
Baterias de íons de lítio são resíduos perigosos se forem descartadas, mas são um recurso valioso se forem recicladas.
Por serem perigosas, alguns estados exigem legalmente a reciclagem de baterias. E por serem valiosas, as baterias de EV são frequentemente recicladas mesmo onde não é obrigatório: desmanteladores de veículos podem vender as baterias por dinheiro.
Mas como isso funciona? O passo 1 é coletar as baterias com segurança, descarregá-las e então desmontá-las e triturá-las. O resultado é um pó preto que é chamado de “massa negra” na indústria de reciclagem de baterias. Isso acontece em locais espalhados pelos EUA, incluindo uma instalação da Ascend Elements na Geórgia.
Então, esse pó de minerais misturados é frequentemente enviado para o exterior para ser transformado novamente em algo útil. Em Westborough, Massachusetts, a Ascend Elements está fazendo essas etapas mais perto de casa. O pó é combinado com ácido sulfúrico, onde alguns minerais se dissolvem e outros não, tornando mais fácil separá-los.
A Ascend retira (e em alguns casos, vende separadamente) tudo, exceto o níquel, o cobalto e outros minerais caros que vão para o cátodo da bateria. Os níveis de cada mineral são ajustados, e a mistura é seca novamente em pó.
No mês passado, a empresa começou a enviar o pó que sai da linha — material ativo de cátodo precursor (pCAM), para usar seu termo técnico — para um comprador que colocará o material em baterias para veículos pesados. A Ascend acredita que esta é provavelmente a primeira vez que o pCAM feito inteiramente nos EUA a partir de materiais reciclados está sendo usado na fabricação comercial.
Processos mais novos e mais limpos para reciclagem de baterias
Em alguns casos, os processos de reciclagem, não apenas os locais, também estão mudando. Um método mais antigo dependia da queima de materiais de bateria, o que desperdiçava muitos dos minerais e criava poluição.
Um método mais novo envolve dissolver os minerais em ácido, recuperando mais minerais com menos desperdício (ou potencialmente nenhum desperdício, se as empresas reutilizarem água e encontrarem usos para todos os seus subprodutos químicos). “Recicladores em todo o mundo estão adotando essa tecnologia”, diz a especialista em baterias Beatrice Browning.
Enquanto isso, a Ascend está pulando várias etapas ao não isolar todos os minerais separadamente, como a maioria dos processos baseados em ácido faz. “Isso está extraindo 98% do material porque você está preocupado com os 2% de impurezas”, explica o cofundador e diretor de tecnologia Eric Gratz. “Então, invertemos o problema e estamos extraindo os 2% de impurezas e mantendo o níquel, o manganês e o cobalto juntos.”
Imagine que você tem uma grande criação de Lego e quer fazer uma criação de Lego diferente. Derreter tudo seria um desperdício de energia bruta. Desmontá-lo e classificar todos os tijolos é mais meticuloso, mas muito mais eficaz — como extrair cada mineral um por um. O que a Ascend está fazendo é mais como quebrá-lo, mas não classificar todos os tijolos, apenas mantê-los juntos em uma grande pilha.
Enquanto isso, algumas empresas estão trabalhando em uma forma de reciclagem chamada “reciclagem direta” que desmontaria a bateria sem destruí-la. É como manter grandes pedaços de tijolos de Lego juntos e reutilizá-los como uma única unidade. E ainda outras empresas estão explorando novas maneiras de usar eletricidade ou outras tecnologias para refinar como os metais são, bem, refinados.
Um duplo propósito: reduzir emissões e aumentar lucros
A linha de produção da Ascend é construída logo atrás do laboratório de pesquisa e desenvolvimento da empresa, onde Matthew Valdiviezo observa um líquido azul-petróleo vívido girar em um béquer enquanto explica que a química é sobre regras. E seu trabalho é sobre manipular essas regras — “para nos fazer ganhar dinheiro a longo prazo”, ele diz, “e ajudar o planeta, é claro”.
Para muitos motoristas ambientalmente conscientes, o descarte de baterias é uma grande preocupação. E é verdade que se as baterias acabarem em aterros sanitários, elas seriam um problema sério. Mas os defensores do meio ambiente veem uma grande oportunidade na reciclagem.
“A reciclagem de baterias pode desempenhar, a longo prazo, um papel realmente grande em tornar os veículos elétricos mais sustentáveis”, diz Dale Hall do International Council on Clean Transportation. “Daqui a décadas, precisaremos de muito pouca matéria-prima virgem para construir novos EVs. E isso é muito diferente do que você tem agora com veículos com motor de combustão, onde você sempre terá que produzir óleo virgem novo e alimentar os veículos com toneladas e toneladas dele ao longo de sua vida útil.”
Enquanto isso, a outra motivação de Valdiviezo — o resultado final? Isso também é real, e muitas outras empresas estão correndo atrás disso.
A Redwood Materials, iniciada por um cofundador da Tesla, está construindo plantas multibilionárias em Nevada e na Carolina do Sul. “Há uma oportunidade incrível de criar essa cadeia de suprimentos de circuito fechado aqui domesticamente pela primeira vez”, disse o vice-presidente de relações governamentais e comunicações da empresa, Alexis Georgeson, à NPR em uma entrevista no início deste ano.
E, ela observou, a reciclagem de baterias é lucrativa hoje.
A Cirba Solutions, outra grande empresa, está trabalhando em plantas em Ohio e na Carolina do Sul. “Estamos construindo o mais rápido que humanamente podemos construir”, diz o CEO David Klanecky. “E acho que estamos indo muito devagar, para ser honesto com você.”
“Não é rápido o suficiente”
A pressão por velocidade pode parecer contraintuitiva. Baterias de EV podem durar mais de uma dúzia de anos (talvez muito mais — os primeiros EVs de mercado de massa não são velhos o suficiente para ter muitos dados além disso). Alguns sobrevivem aos seus veículos e podem ter uma segunda vida, como armazenar energia de reserva para um edifício. E não há muitos EVs nas estradas — ainda.
Mas os EVs da primeira geração estão começando a chegar ao fim de suas vidas úteis. Baterias recolhidas ou danificadas em acidentes veiculares também precisam ser recicladas, assim como o material de sucata proveniente das linhas de produção de plantas que fabricam novas baterias. Enquanto isso, a nascente indústria de fabricação de baterias nos EUA está faminta por materiais, especialmente aqueles que atendem aos requisitos de fabricação nos Estados Unidos para incentivos federais.
Isso está pressionando as empresas a se moverem rápido. “Dois anos atrás, não havia nada aqui”, diz o engenheiro sênior de processos da Ascend, Zain Nasir, na fábrica em Westborough. “A quantidade de horas que todos investiram tentando levar este lugar para onde está é simplesmente incrível.”
No laboratório onde ela estava testando produtos para confirmar sua qualidade, Rebecca Neslusan riu quando perguntei a ela sobre o cronograma. “A pressão está alta”, ela disse. “Por mais rápido que possamos fazer, não é rápido o suficiente.”
Na verdade, o marco que a Ascend atingiu em junho — a primeira remessa comercial dessa linha de fabricação — é em si uma prova do senso de urgência. Para uma planta química, a linha de produção aqui em Massachusetts é minúscula. Originalmente, era para ser um piloto, uma prova de conceito. Mas a demanda é muito alta.
“Estamos enviando para cá porque o cliente quer e precisa do material o mais rápido possível, basicamente mais rápido do que podemos construir nossas instalações”, diz Gratz, cofundador e CTO da empresa.
Sua fábrica de bilhões de dólares em Kentucky deve ser inaugurada no início do ano que vem.
