La crescente domanda di litio e i suoi costi ambientali
La transizione globale verso la mobilità elettrica ha fatto esplodere la domanda di litio, con una proiezione di crescita fino a 12 volte entro il 2035. Tuttavia, i processi di estrazione tradizionale e le attuali metodologie di riciclo presentano spesso costi ambientali elevati a causa dell’uso di acidi minerali e trattamenti termici prolungati.
La ricerca coordinata da Elza Bontempi dell’Università di Brescia affronta questa sfida proponendo un approccio innovativo e sostenibile per il recupero del litio dalle batterie esauste agli ioni di litio, contribuendo in modo concreto allo sviluppo di un’economia circolare per le materie prime critiche. “Il cuore dell’innovazione risiede in una nuova tecnica per la produzione dei cosiddetti Layered Double Hydroxide (LDH) a base di litio, che abbiamo brevettato”, spiegano Alberto Mannu e Francesca Bianchi. “Si tratta di un materiale ‘adsorbente’, una sorta di spugna, molto promettente nell’estrazione diretta del litio dalle salamoie, ossia la fonte più usata oggi per estrarre litio in natura, che noi abbiamo ottenuto senza utilizzare alcun reagente, se non acqua. A differenza di altri adsorbenti, il litio catturato dagli LDH può poi essere poi estratto e impiegato per realizzare nuove batterie”, aggiunge Alessandra Zanoletti.
Il processo: semplice, veloce e a basso impatto
Il nuovo metodo permette infatti di produrre in modo semplice e a basso impatto degli LDH a base di litio da cui è possibile estrarre il litio dalle batterie esauste. Il primo passo del processo consiste in un trattamento termico di appena 5 minuti, usando microonde, che permette di ‘destabilizzare’ e rompere alcuni legami chimici presenti nella black mass così da facilitare il rilascio di litio e alluminio. Successivamente, il materiale viene sottoposto a un lavaggio in sola acqua (leaching), portando alla formazione spontanea di cristalli di Li/Al-LDH senza l’aggiunta di alcun reagente. Il nuovo processo riduce l’impronta di carbonio e l’energia incorporata (embodied energy) in una misura compresa tra il 60% e il 90% rispetto ai metodi di sintesi convenzionali degli LDH. Questa drastica riduzione è dovuta principalmente alla velocità del trattamento termico e all’assenza di sostanze chimiche commerciali addizionate nel processo.
Trasformare i rifiuti in risorse: i benefici e i sostenitori del progetto
“In un contesto di crescente domanda globale di litio per batterie e sistemi di accumulo energetico – aggiunge Antonella Cornelio – questa ricerca rappresenta un esempio concreto di come i rifiuti possano essere trasformati in risorse, con benefici sia ambientali sia economici”. Una ricerca sostenuta dal Ministero dell’Università e della Ricerca (MUR) tramite il progetto CARAMEL e dalla Fondazione Cariplo attraverso il progetto Tech4Lib. Lo studio “An Integrated Chemicals-Free Circular Model for Lithium Recovery From Spent Batteries to Direct Lithium Extraction From Brines” ha visto la partecipazione di Alberto Mannu, Alesandra Zanoletti, Antonella Cornelio, Annalisa Zacco e Francesca Bianchi di INSTM e Università di Brescia, Bruno Valentim, Alexandra Guedes, dell’Università di Porto, ed è consultabile al link.
FOnte: comunicato stampa
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