26 Settembre 2021
Circular economy Scienze e ricerca Società Sostenibilità

Batterie al litio: riciclo senza frantumare o sciogliere i materiali

Ricercatori dell’Università finlandese Aalto hanno dimostrato che è possibile riutilizzare le batterie al litio tramite la reintegrazione del metallo esaurito, risparmiando energia e tempo rispetto agli attuali metodi di riciclaggio che prevedono processi di fusione e separazione dei metalli.

L’aumento delle vendite di auto elettriche, smartphone e dispositivi portatili digitali sta determinando un aumento del 25% di produzione di batterie ricaricabili ogni anno e molte delle materie prime utilizzate potrebbero presto scarseggiare.

La Commissione UE ha proposto lo scorso dicembre un nuovo Regolamento sulle batterie per riciclare il 95% del contenuto. Tuttavia, gli esistenti metodi di riciclaggio delle batterie sono ben lontani dall’essere adeguati all’obiettivo.

Ora il ricercatori dell’Università Aalto (Finlandia) hanno scoperto che gli elettrodi nelle batterie al litio contenenti cobalto possono essere riutilizzati così come sono dopo essere stati nuovamente saturati con il litio. Rispetto al riciclaggio tradizionale, che in genere estrae i metalli dalle batterie frantumate sciogliendoli o dissolvendoli, il nuovo processo consente di risparmiare preziose materie prime e probabilmente anche energia. I risultati dello Studio sono stati pubblicati sulla Rivista ChemSunChem

In un nostro procedente studio sull’invecchiamento delle batterie all’ossido di litio e cobalto, abbiamo notato che una delle cause principali del deterioramento della batteria è l’esaurimento del litio nel materiale dell’elettrodo – ha spiegato Tanja Kallio, Professoressa di Chimica e Materiali all’Università Aalto – Le strutture possono comunque rimanere relativamente stabili, quindi volevamo vedere se potessero essere riutilizzate“.

Le batterie ricaricabili agli ioni di litio hanno due elettrodi tra i quali si muovono le particelle caricate elettricamente. L’ossido di litio-cobalto viene utilizzato in un elettrodo e, nella maggior parte delle batterie, l’altro è costituito da carbonio e rame.


Elettrodi rimossi dalle batterie. L’elettrodo è costituito da una pellicola di alluminio o rame, ad esempio, ricoperta da un sottile strato di materiale attivo. Foto: Università Aalto (Finlandia)

Nei metodi tradizionali di riciclaggio delle batterie, alcune delle materie prime vengono perse e l’ossido di cobalto-litio si trasforma in altri composti di cobalto, che richiedono un lungo processo di raffinamento chimico per trasformarli in materiale per elettrodi. Il nuovo metodo testato in laboratorio dai ricercatori dell’Università Aalto, elude questo processo minuzioso: reintegrando il litio esaurito nell’elettrodo attraverso un processo di elettrolisi, comunemente utilizzato nell’industria, il composto di cobalto può essere riutilizzato direttamente.

I risultati raggiunti mostrano che le prestazioni degli elettrodi saturati con il litio sono quasi pari a quelle realizzate con nuovo materiale. I ricercatori stimano che con un ulteriore sviluppo il metodo funzionerebbe anche su scala industriale.

Riutilizzando le strutture delle batterie possiamo evitare gran parte del lavoro comune nel riciclaggio e allo stesso tempo risparmiare potenzialmente energia – ha aggiunto Kallio – Riteniamo che il metodo potrebbe aiutare le aziende che stanno sviluppando il riciclaggio a scala industriale“.

In seguito, i ricercatori vogliono verificare se lo stesso metodo potrebbe essere utilizzato anche per le batterie a base di nichel delle auto elettriche.

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