Il nuovo metodo di riciclaggio del litio è più pulito ed economico

Una tecnica poco costosa e rispettosa dell’ambiente per il riciclaggio del litio potrebbe aiutare a garantire che abbiamo abbastanza del prezioso metallo per alimentare il futuro dell’energia pulita, se funziona altrettanto bene nel mondo reale quanto in laboratorio.

La sfida:La transizione ai veicoli elettrici (EV) è una parte fondamentale della lotta al cambiamento climatico e, poiché le batterie agli ioni di litio possono immagazzinare molta energia per le loro dimensioni, sono la nostra migliore opzione (finora) per alimentarle.

Il litio necessario per creare quelle batterie, tuttavia, è una risorsa limitata e l’estrazione è dannosa per l’ambiente. La domanda di litio si estende anche oltre i veicoli elettrici, poiché le batterie agli ioni di litio vengono utilizzate nei laptop, negli smartphone e persino nei televisori.

“Questo metodo… consente un riciclaggio economico, efficiente dal punto di vista energetico e compatibile con l’ambiente”.

Riciclo del litio: Anche se possiamo estrarre il litio e altri metalli utili dalle vecchie batterie una volta morte, il processo di riciclaggio standard è costoso, inefficiente e richiede calore estremo o sostanze chimiche corrosive. È uno dei motivi per cui la stragrande maggioranza delle batterie al litio non viene ancora riciclata e molte finiscono nelle discariche.

I ricercatori del Karlsruhe Institute of Technology (KIT) hanno sviluppato una nuova tecnica di riciclaggio del litio che funziona a basse temperature, senza sostanze chimiche aggressive.

"Il metodo può essere applicato... per una vasta gamma di batterie agli ioni di litio disponibili in commercio", ha affermato il primo autore Oleksandr Dolotko. “Consente un riciclaggio economico, efficiente dal punto di vista energetico e compatibile con l’ambiente”.

Come funziona:Il metodo di riciclaggio del litio del team KIT inizia con l'aggiunta di un foglio di alluminio al catodo di una batteria e la macinazione del tutto in un "mulino a palle" - un cilindro cavo e rotante contenente palline che frantumano tutto ciò che è nel contenitore.

La forza meccanica della fresatura provoca una reazione chimica tra l'alluminio e i materiali del catodo, anche se nemmeno i ricercatori sono sicuri del perché.

“È davvero difficile dire come ciò accada”, ha detto Dolotko a Nature.

“Una delle parti più impegnative dell’invenzione è terminata: la tecnica funziona”.

Dopo aver tolto la miscela macinata dal mulino, viene aggiunta acqua calda (194 F). Quando l’acqua evapora, rimane il carbonato di litio, un materiale utile che può essere utilizzato per realizzare nuove batterie.

Utilizzando questo processo, i ricercatori affermano di essere stati in grado di recuperare il 70% del litio nei materiali catodici e di aver funzionato con i materiali catodici presenti in una gamma di diverse batterie agli ioni di litio.

Per fare un confronto, alcune aziende di riciclaggio delle batterie negli Stati Uniti affermano di recuperare il 95%-98% dei materiali critici dalle batterie agli ioni di litio.

L'acqua fredda:Nel loro studio, pubblicato su Communications Chemistry, i ricercatori hanno tentato di rimuovere il litio dai materiali tipicamente presenti nei catodi delle batterie agli ioni di litio: in realtà non hanno iniziato con i catodi delle batterie usati, che potrebbero contenere impurità.

Tuttavia, non credono che tali impurità avrebbero un grande effetto sul processo di riciclaggio del litio.

"La tecnologia scoperta presentata in questo articolo può essere applicata a questi materiali senza modifiche significative", hanno scritto. “Si prevede che le condizioni di reazione e i prodotti finali di riciclaggio siano simili a quelli studiati in questo lavoro”.

Inoltre, il catodo è solo una parte di una batteria agli ioni di litio, e gli autori ammettono che il processo di riciclaggio potrebbe non funzionare – o funzionare altrettanto bene – se provassimo a triturare intere batterie, il che significa che avremmo comunque bisogno del noioso passaggio di scomporli per il riciclaggio.

“Questi componenti aggiuntivi, come un legante, un anodo grafitico, rame o altri additivi o prodotti collaterali della preparazione della massa nera, potrebbero influenzare il processo di riciclaggio indotto meccanochimicamente”, scrivono.

Guardando avanti:I ricercatori sono ora concentrati sulla risposta a domande importanti che determineranno se la loro tecnica di riciclaggio del litio sarà in grado di svolgere un ruolo importante nel plasmare il nostro futuro di energia pulita.