Con il metodo oggetto della ricerca, si raggiunge il 92% di recupero dei metalli critici, come nichel, cobalto e manganese, riducendo anche le emissioni di CO2 ed il consumo energetico
Il riciclo sostenibile delle batterie è fondamentale per preservare le risorse e ridurre l’impatto ambientale. E sono molti gli attori, sia istituzionali che industriali, che stanno spingendo l’acceleratore per trovare soluzioni efficaci e green. Eppure, le attuali strategie di riciclo, spesso, si concentrano sul recupero dei singoli componenti, rendendo il riutilizzo dei materiali catodici misti una sfida complessa.
Ora, un significativo passo avanti verso una tecnologia sostenibile, proviene dal centro di ricerca del Worcester Polytechnic Institute, in cui è stato sviluppato un nuovo metodo scalabile ed ecologico per riciclare le batterie agli ioni di litio. L’articolo, intitolato “Upcycling Mixed Spent Ni-Lean Cathodes into Ni-Rich Polycrystalline Cathodes,” descrive un approccio innovativo di upcycling idrometallurgico (una metodologia di riciclo ad alto valore) che offre vantaggi sia ambientali che prestazionali rispetto ai metodi di riciclo tradizionali.
Riciclo batterie, fino al 92% di recupero materiali critici
Il processo si concentra specificamente sui materiali catodici misti a basso contenuto di nichel (Ni-lean) esausti, comunemente presenti nelle batterie agli ioni di litio usate. I metodi di riciclo tradizionali faticano a recuperare efficacemente questi materiali e spesso si basano su processi ad alta intensità energetica che però producono risultati di scarso valore.
Al contrario, l’approccio del Professor Wang recupera oltre il 92% dei metalli critici – nichel, cobalto e manganese – trasformandoli in polveri catodiche ad alte prestazioni. I test dimostrano che le batterie realizzate con questi materiali riciclati hanno prestazioni paragonabili a quelle prodotte con materiali vergini. Inoltre mantengono l’88% della loro capacità dopo 500 cicli di carica e oltre l’85% della capacità dopo 900 cicli in celle “pouch” di dimensioni commerciali.
Le celle “pouch” sono un tipo di batteria agli ioni di litio caratterizzate da un involucro esterno morbido e flessibile, simile a un sacchetto o una busta, realizzato con un laminato di alluminio e plastica. Le celle pouch non hanno un guscio metallico rigido.
Emissioni CO2 ridotte del 13,9%
Questo nuovo processo non è solo efficiente in termini di recupero, ma è anche notevolmente più ecologico. Utilizza l’8,6% in meno di energia rispetto ai metodi idrometallurgici convenzionali e riduce le emissioni di carbonio del 13,9% rispetto al riciclo tradizionale e leggermente di più rispetto all’upcycling diretto. “Abbiamo dimostrato che è possibile creare batterie ad alte prestazioni da materiali riciclati su larga scala, il che è essenziale per costruire una catena di approvvigionamento delle batterie più sostenibile e resiliente“, ha affermato il Professor Wang.
Economia circolare delle batterie
Questa innovazione affronta direttamente due grandi sfide: il crescente volume di rifiuti di batterie e la domanda globale di materiali critici utilizzati nelle auto elettriche e in altre tecnologie per la produzione di energia pulita. L’ambizione del gruppo di ricerca è che l’industria sia più focalizzata su soluzioni sostenibili, come il processo dimostrato nell’articolo scientifico, che sarebbe una bella spinta verso un’economia delle batterie più circolare.
