Crédito: Revista de metalurgia sostenible (2025). Doi: 10.1007/s40831-025-01080-9
Las células de electrólisis de hidrógeno contienen metales de tierras raras. Una vez que una celda de electrólisis ha realizado su trabajo, los materiales utilizados en él actualmente terminan como acero para desecho. Un equipo de investigación de TU Bergakademie Freiberg ahora está investigando cómo los materiales reciclables pueden recuperarse de las células de electrólisis utilizadas para que puedan usarse directamente para nuevas células. La investigación se publica en la revista de metalurgias sostenibles.
La exageración de hidrógeno los hace buscar materias primas después del futuro de la energía: los llamados metales de tierras raras como el escandio, el lantano y el cerio. Esto se debe a que las células de electrólisis de óxido sólido para la producción de hidrógeno contienen aproximadamente 150 kilogramos de metales de tierras raras por módulo de 10 megavatios.
Según los últimos resultados del equipo de Tu Bergakademie Freiberg, estos metales se pueden recuperar de los electrodos de las células de la electrólisis utilizando procesos hidrometalúrgicos, y así reutilizarse en el futuro en lugar de las materias primas primarias.
Los investigadores ya han demostrado su nuevo método de reciclaje en el laboratorio. “Los resultados ahora publicados se llevaron a cabo en una pequeña escala de 0.2 gramos de material celular por prueba, pero ya estamos trabajando para transferir los resultados a una escala de laboratorio más grande de hasta 50 gramos”, dice el investigador Dr. Pit Völs.
Equipo en el laboratorio mientras toma muestras. De izquierda a derecha: Dr. Pit Völs, Dra. Lesia Sandig. Crédito: Tu Bergakademie Freiberg
Procesamiento ambientalmente amigable de los metales en demanda
El equipo se centró en los métodos de reciclaje hidrometalúrgico, en particular la lixiviación, en la que los óxidos metálicos se transfieren a una solución acuosa. “Para hacer esto, primero separamos mecánicamente el compuesto de electrodos y electrolitos sólidos del acero, que se usa como una capa de separación y para el contacto eléctrico de las células”, explica el Dr. Völs. “Luego usamos ácidos para filtrar los metales de la Tierra Rara de los electrodos, que estamos investigando”.
En el curso adicional del proyecto, los metales de la Tierra Rara se separarán entre sí utilizando productos químicos para el medio ambiente y reciclados. El enfoque de reciclaje desarrollado también se evaluará utilizando una evaluación del ciclo de vida basado en la simulación.
Convirtiendo viejo en nuevo
Los resultados se obtuvieron en el proyecto de investigación Grinhy3.0 junto con los socios de la industria. El objetivo general es desarrollar una tecnología novedosa para la producción de hidrógeno en células de electrólisis de óxido sólido, como explica el líder del proyecto en Tu Bergakademie Freiberg, profesor Alexandros Charitos. “La tecnología permitirá devolver los metales reciclados al ciclo del material. A largo plazo, esto debería minimizar el impacto ambiental de la corriente de desechos futura generada durante la producción de hidrógeno”.
La tecnología de producción de hidrógeno se validará en condiciones de funcionamiento reales en las instalaciones de prueba de los socios del proyecto, el fabricante de electrolizos Sunfire SE y el productor de acero Salzgitter Flachstahl GmbH, en los próximos tres años. Se espera que la planta produzca 14 kilogramos de hidrógeno por hora en el futuro.
Más información: PIT Völs et al, Lixiviación de células de electrolizado de óxido sólido para una economía de hidrógeno circular, Journal of Sostenible Metallurgy (2025). Doi: 10.1007/s40831-025-01080-9
Proporcionado por la Universidad de Minería y Tecnología de Freiberg
Cita: el nuevo método permite el reciclaje sostenible de tierras raras de electrolizers (2025, 3 de junio) recuperado el 3 de junio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-06-method-nables-sustainable-rycling-rare.html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Además de cualquier trato justo con el propósito de estudio o investigación privada, no se puede reproducir ninguna parte sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona solo para fines de información.
