Novo processo desenvolvido em conjunto é capaz de recuperar, de forma eficiente, compostos de terras raras altamente puros provenientes dos ímãs de motores elétricos; Aplicações práticas estão previstas para meados dos anos 2020, tendo em vista as metas de neutralidade de carbono
A Nissan Motor Co., Ltd. e a Universidade de Waseda anunciaram o início dos testes de um processo de reciclagem desenvolvido em conjunto no Japão que recupera, de forma eficiente, compostos de terras raras altamente puros a partir dos ímãs de motores elétricos. Os testes têm como objetivo permitir a aplicação prática do novo processo em meados dos anos 2020.
A indústria automotiva está promovendo a eletrificação dos veículos para lidar com as mudanças climáticas e desenvolver uma sociedade de carbono neutro. Muitos motores de veículos elétricos utilizam ímãs de neodímio, que contêm os escassos metais de terras raras, como neodímio e disprósio. É importante reduzir o uso das escassas terras raras, não apenas devido ao impacto ambiental dos processos de mineração e refino, mas também porque os desequilíbrios entre oferta e demanda ocasionam flutuações de preços, tanto para fabricantes como consumidores.
Para utilizar recursos ao mesmo tempo limitados e valiosos de forma mais eficiente, desde 2010 a Nissan tem trabalhado – a partir da fase de projeto – para reduzir a quantidade1 de metais de terras raras (REE, na sigla em inglês) nos ímãs de seus motores. Além disso, a Nissan está reciclando os REEs, retirando os ímãs dos motores que não cumprem com os padrões de produção e devolvendo-os aos fornecedores. Atualmente, várias etapas estão sendo envolvidas, incluindo os processos manuais de desmontagem e remoção. Por isso, é importante desenvolver um processo mais simples e econômico, para obter um nível maior de reciclagem no futuro.
Desde 2017, a Nissan tem trabalhado em conjunto com a Universidade de Waseda, que tem um histórico considerável de pesquisa sobre reciclagem e fusão. Em março de 2020, a parceria obteve sucesso no desenvolvimento de um processo de pirometalurgia, que não requer a desmontagem do motor.
Visão geral do processo:
- Um material carburante e ferro-gusa são adicionados ao motor elétrico, que começa a se fundir após ser aquecido a uma temperatura de pelo menos 1.400º C.
- Adiciona-se óxido de ferro para oxidar os REEs na mistura fundida.
- Uma pequena quantidade de borato de sódio fundente – que é capaz de dissolver os óxidos de terras raras mesmo em baixas temperaturas, sendo altamente eficiente para recuperar REEs – é adicionada à mistura fundida.
- A mistura fundida se separa em duas camadas líquidas: a camada de óxidos fundidos (escória) que contém os REEs flutua na superfície, enquanto que a camada contendo uma liga de ferro-carbono (Fe-C), de maior densidade, se desloca para o fundo.
- Em seguida, as REEs são recuperadas da escória.
Os testes demonstraram que este processo pode recuperar 98% das REEs dos motores elétricos. Este método também reduz o tempo de processo e o trabalho de recuperação em aproximadamente 50% comparado com o método atual, pois não é necessário desmagnetizar, remover ou desmontar os ímãs.
A Universidade de Waseda e a Nissan vão continuar testando as instalações em larga escala no futuro, com o objetivo de desenvolver aplicações práticas. A Nissan vai recolher motores dos veículos eletrificados que estão sendo reciclados e continuará desenvolvendo seu sistema de reciclagem.
A Nissan também continuará contribuindo para construir uma sociedade mais limpa, segura e inclusiva, como parte de seus esforços para desenvolver uma sociedade sustentável. Por meio de seu Nissan Green Program 2022, a Nissan está tratando quatro questões prioritárias: mudanças climáticas, dependência dos recursos naturais, qualidade do ar e escassez de água. A Nissan continuará com a meta de atingir a neutralidade de carbono e zerar o uso de novos recursos materiais. Simultaneamente, a montadora japonesa vai promover o uso de veículos eletrificados, bem como a reciclagem e uma redução no uso de REEs.
1 O veículo Nissan Note e-POWER produzido no ano fiscal de 2020 utiliza ímãs com 85% menos REEs pesadas do que o Nissan LEAF produzido no ano fiscal de 2010
