I ricercatori presso l’Università di Tecnologia Chalmers, in Svezia, stanno presentando un nuovo ed efficiente metodo per riciclare i metalli dalle batterie esauste delle auto elettriche. Il metodo consente il recupero del 100% dell’alluminio e del 98% del litio dalle batterie delle auto elettriche. Allo stesso tempo, si minimizza la perdita di materiali grezzi preziosi come nichel, cobalto e manganese. Nel processo non sono necessarie sostanze chimiche costose o dannose perché i ricercatori utilizzano acido ossalico, un acido organico che si trova nel regno vegetale.
“Fino ad ora, nessuno è riuscito a trovare esattamente le condizioni ideali per separare così tanto litio utilizzando acido ossalico, rimuovendo allo stesso tempo tutto l’alluminio. Poiché tutte le batterie contengono alluminio, dobbiamo essere in grado di rimuoverlo senza perdere gli altri metalli”, afferma Léa Rouquette, dottoranda presso il Dipartimento di Chimica e Ingegneria Chimica di Chalmers.
Nel laboratorio di riciclaggio delle batterie di Chalmers, Rouquette e la responsabile della ricerca Martina Petranikova mostrano come funziona il nuovo metodo. Il laboratorio contiene celle di batterie per auto esauste e, nella cappa aspirante, il loro contenuto polverizzato. Questo si presenta come una polvere nera finemente macinata disciolta in un liquido trasparente: acido ossalico. Rouquette produce sia la polvere che il liquido utilizzando una specie di frullatore da cucina. Anche se sembra semplice come preparare il caffè, la procedura esatta è una scoperta scientifica unica e di recente pubblicazione. Regolando temperatura, concentrazione e tempo, i ricercatori hanno sviluppato una notevole nuova ricetta per l’uso dell’acido ossalico, un ingrediente ecologico che si trova in piante come la rhubarb e gli spinaci.
“Abbiamo bisogno di alternative alle sostanze chimiche inorganiche. Uno dei maggiori ostacoli nei processi attuali è rimuovere materiali residui come l’alluminio. Questo è un metodo innovativo che può offrire nuove alternative all’industria del riciclaggio e contribuire a risolvere i problemi che ostacolano lo sviluppo”, afferma Martina Petranikova, professore associato presso il Dipartimento di Chimica e Ingegneria Chimica di Chalmers.
Inversione dell’ordine e riduzione delle perdite
Il metodo di riciclaggio a base acquosa è chiamato idrometallurgia. Nell’idrometallurgia tradizionale, tutti i metalli presenti in una cella di batteria EV vengono dissolti in un acido inorganico. Successivamente, si rimuovono le “impurità” come alluminio e rame. Infine, è possibile recuperare separatamente metalli preziosi come cobalto, nichel, manganese e litio. Anche se la quantità di alluminio e rame residui è piccola, richiede diversi passaggi di purificazione e ogni passaggio può causare perdita di litio. Con il nuovo metodo, i ricercatori invertono l’ordine e recuperano prima il litio e l’alluminio. In questo modo, possono ridurre lo spreco di metalli preziosi necessari per la produzione di nuove batterie.
La parte successiva del processo, in cui la miscela nera viene filtrata, ricorda anche la preparazione del caffè. Mentre alluminio e litio finiscono nel liquido, gli altri metalli restano nei “solidi”. Il passo successivo del processo consiste nella separazione di alluminio e litio.
“Dato che i metalli hanno proprietà molto diverse, non pensiamo che sarà difficile separarli. Il nostro metodo è una nuova promettente strada per il riciclaggio delle batterie, una strada che merita sicuramente ulteriori approfondimenti”, afferma Rouquette.
“Poiché il metodo può essere scalato, speriamo che possa essere utilizzato dall’industria nei prossimi anni”, aggiunge Petranikova.
Il gruppo di ricerca di Petranikova ha dedicato molti anni alla ricerca avanzata nel riciclaggio dei metalli presenti nelle batterie al litio. Il gruppo collabora con diverse aziende per lo sviluppo del riciclaggio delle batterie delle auto elettriche ed è partner in importanti progetti di ricerca e sviluppo, come il progetto Nybat di Volvo Cars e Northvolt.
Fonte: comunicato stampa
Foto: Photographer: Chalmers University of Technology | Anna-Lena Lundqvist
