La rivoluzione del litio: da rifiuti a risorsa con un nuovo metodo di riciclo per le batterie LFP

Per anni, il riciclo delle batterie al litio delle auto elettriche è stato un rompicapo economico. Mentre il valore di metalli come cobalto e nichel rendeva vantaggioso il recupero da certe tipologie di accumulatori, le diffuse e più economiche batterie al litio-ferro-fosfato (LFP) erano considerate una causa persa. Ma ora, un team di ricercatori dell’Università del Wisconsin-Madison ha sviluppato un metodo che potrebbe ribaltare completamente le regole del gioco.

Una svolta scientifica che rende il riciclo del litio finalmente redditizio

La drammatica crescita del mercato dei veicoli elettrici ha portato a un aumento esponenziale della domanda di litio. Estrarre questo metallo prezioso dalle miniere ha un costo ambientale significativo e le risorse naturali non sono infinite. Di fronte a questa sfida, la chimica Kyoung-Shin Choi e il suo team hanno proposto una soluzione innovativa e sostenibile.

Il loro studio, pubblicato su ACS Energy Letters, introduce un processo elettrochimico a basso costo che può estrarre il litio da batterie LFP esauste con un’efficienza senza precedenti. Fino a oggi, recuperare il litio da queste batterie non era considerato economicamente conveniente, dato che, a differenza di altri tipi di batterie, non contengono metalli di alto valore come il nichel o il cobalto.

Il metodo, chiamato “Li+-extraction cell” e “Li+-recovery cell”, non solo recupera il litio sotto forma di composti puri come Li3PO4, Li2CO3 o LiOH, ma rigenera anche l’acido utilizzato nel processo, minimizzando così la quantità di scarti chimici prodotti.

L’esperimento di riciclo delle batterie LFP Jeff Miller / UW–Madison

Come funziona il processo a due fasi che promette di cambiare il mercato

Il nuovo processo si articola in due passaggi principali, senza richiedere condizioni particolari o attrezzature complesse:

1. Estrazione: Gli ioni di litio vengono “lisciviati” (cioè estratti selettivamente) dalle batterie esauste e immagazzinati in un elettrodo apposito.
2. Recupero: Gli ioni di litio estratti vengono poi rilasciati in una soluzione separata, dalla quale è possibile ricavarli come sostanze chimiche ad alta purezza.

I ricercatori hanno già dimostrato la validità del loro metodo su batterie commerciali LFP e persino sulla “massa nera”, la “Black Mass”, un materiale industriale di scarto prodotto dal riciclo delle batterie. La professoressa Choi sottolinea come il passo successivo sia l’industrializzazione del processo per renderlo economicamente competitivo e integrarlo nelle attuali catene di riciclo.

Perché le batterie LFP sono così importanti (e perché il loro riciclo è cruciale)

Le batterie LFP sono diventate un pilastro del mercato dei veicoli elettrici, in particolare per i modelli di fascia media. Sebbene offrano una densità energetica inferiore rispetto alle batterie a base di nichel, manganese e cobalto, i loro vantaggi in termini di costo, durata e sicurezza sono indiscutibili.

La loro diffusione su larga scala rende il problema del loro smaltimento e riciclo una questione sempre più pressante. La ricerca del team del Wisconsin-Madison risponde a questa esigenza in modo elegante ed efficace, aprendo la strada a un’economia circolare per il litio, un metallo fondamentale per il nostro futuro tecnologico.