El proyecto BReCycle analizará el reciclaje de pilas de combustible
El proyecto BReCycle, que acaba de ponerse en marcha, cuenta con cinco socios investigadores e industriales que trabajan en un concepto económico de circuito cerrado para las pilas de combustible PEM. El objetivo es desarrollar un proceso sostenible para el tratamiento de las pilas de combustible.
El Instituto Fraunhofer para Ciclos de Materiales y Estrategia de Recursos (IWKS) afirma que debe ser posible separar los materiales de alta calidad y la membrana polimérica para su reciclaje, según escriben en un comunicado. El consorcio del proyecto dirigido por el Fraunhofer IWKS incluye a Proton Motor Fuel Cell GmbH, MAIREC Edelmetallgesellschaft mbH, Electrocycling GmbH y KLEIN Anlagenbau AG. El proyecto cuenta con el apoyo del Ministerio Federal de Economía y Energía de Alemania.
En la actualidad, no existe ningún proceso de reciclaje a medida a escala industrial para las pilas de combustible de membrana de electrolito polimérico (PEMFC). Este tipo de pila de combustible ya se utiliza en aplicaciones automovilísticas. Con la creciente difusión de esta tecnología, los investigadores esperan que una "mayor cantidad" de pilas de combustible llegue al final de su ciclo de vida en 2030 como muy tarde. Debido a la elevada proporción de metales valiosos de la tecnología y a consideraciones ecológicas, afirman, es necesario un reciclaje eficaz de los materiales contenidos en las pilas de combustible PEM. Entre ellos se encuentran el platino y el rutenio.
Sin embargo, los llamados procesos pirometalúrgicos de reciclado de metales, que están diseñados para los metales preciosos, producen compuestos de flúor altamente tóxicos; el flúor está contenido en la membrana. Por eso es crucial separar la membrana de polímero antes del proceso de fundición, pero según los investigadores, no existen "procesos de reciclado que puedan utilizarse eficazmente a escala industrial" para este fin.
En el proyecto BReCycle, entre otras cosas, se va a desarrollar ahora un proceso de este tipo. Tras el desmantelamiento y la trituración (entre otras cosas mediante ondas de choque en un reactor lleno de agua), los fragmentos se separarán en las fracciones de material polvo de catalizador y grafito, así como polímero y metales, mediante sencillos procesos físicos de separación como el tamizado y el filtrado. De los metales, los trozos con membranas de polímero se retirarán a continuación utilizando la tecnología de sensores IR. Debido a la concentración de sustancias valiosas en los grupos de materiales seleccionados, que se espera conseguir de este modo, también se necesitarán menos productos químicos en el procesamiento químico húmedo posterior.
Sin embargo, para poder procesar bien las pilas y los módulos, los investigadores quieren ir más allá del propio proceso de reciclado e investigar también "aspectos del diseño del producto aptos para el reciclado". Por ejemplo, se quiere aumentar la reciclabilidad de las pilas de combustible ya en la fase de diseño y desarrollar un nuevo modelo de negocio a partir de materiales secundarios obtenidos de forma más sencilla.
Una vez concluido el proyecto -cuya finalización está prevista para febrero de 2023-, los socios industriales implicados deberán incorporar sucesivamente los conocimientos adquiridos a los procesos de fabricación de pilas de combustible PEM. "Los resultados del desarrollo del proceso también servirán de base para futuros trabajos de investigación con el fin de poder establecer una solución de recuperación y reciclaje, incluida la implantación de nuevos módulos específicos de planta", señala el comunicado.
Con información de Sebastian Schaal, Alemania.
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