Ref.: MmeCa35-001
Apresentador: Tiago Brandão Costa
Autores (Instituição): Costa, T.B.(Universidade Federal Fluminense); Silva, C.F.(Universidade Federal Fluminense); Hirayama, D.(Universidade Federal Fluminense);
Resumo:
A demanda por baterias de lítio (Li) como fontes de energia está em constante ascensão. O Brasil é a quinta maior produção mundial de Li, chegando em torno de 2.200 toneladas por ano. Outro elemento importante que compõe as baterias de Li é o cobalto (Co). As baterias contendo Co já são responsáveis por cerca de 74% da bateria global de veículos elétricos no mercado. Porém, um dos grandes desafios é referente ao descarte desses componentes. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho foi verificar a viabilidade de recuperar o cobalto oriundo de baterias de celulares (Li-Co) e realizar a eletrodeposição do metal sobre aço carbono, como forma de reciclagem do Co. O cobalto é empregado na indústria de revestimento devido a sua característica anticorrosiva. No estudo os revestimentos foram realizados para três banhos distintos: primeiro CoCl2.H2O + H3BO3, pH 2,9, um segundo, CoCl2.H2O + HCl + H2O2, pH 5,4. E o terceiro banho foi a partir do material ativo das baterias, 15 g de Li0,5CoO2, dissolvido em H2O2 + HCl. Os ensaios eletroquímicos foram realizados no potenciostato Ivium Potentiostat CompactStat.h Standard. Como eletrodo de trabalho utilizou-se aço carbono embutido em Teflon com área superficial igual a 0,5 cm2, o contra-eletrodo um fio de platina e eletrodo de referência de calomelano (1M). Os revestimentos foram obtidos a potencial constante igual a -0,9V durante 900 segundos. Os resultados mostraram que para o revestimento obtido em pH= 2,9, a corrente de deposição foi igual a 7,7 mA/cm2 e observou-se um aumento considerável da rugosidade do eletrodo indicando formação dendrítica. O fato confirmou-se por Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV), além de identificar um eletrodo completamente recoberto. No caso do revestimento produzido com cloreto de cobalto, pH 5,4 a curva corrente versus tempo foi caracterizada por uma diminuição da corrente, que estabilizou em 15 mA/cm2, após 650 segundos. Isso sugeriria que a área do eletrodo de trabalho estava diminuindo pela presença de bolhas de hidrogênio ou pelo desplacamento do revestimento da superfície do eletrodo conforme o avanço da deposição. A morfologia do depósito mostrou-se mais refinada do que aquele obtido em pH 2,9 e não apresentou a formação dendrítica. Por fim, para revestimento produzido a partir do material ativo da bateria a corrente de deposição permaneceu constante e igual a 5,5 mA/cm2. Esse estado estacionário indicaria uma morfologia policristalina. De fato, as imagens mostraram um depósito sem presença de núcleos dendríticos, mais fino e possivelmente mais aderente em comparação com os demais. Visto isso, o presente estudo, em síntese, mostrou viável a recuperação de cobalto oriundo do material ativo das baterias na eletrodeposição sobre o aço carbono.