Recuperare il litio dalle batterie esauste con le microonde

Con l’aumento della domanda di litio a livello globale, i ricercatori si stanno impegnando per riciclare il materiale contenuto nelle batterie esauste.

Un team di scienziati ha sviluppato un metodo innovativo per recuperare il litio dalle batterie esauste, che promette progressi significativi nell’efficienza del riciclo del litio e nella sostenibilità ambientale.

In uno studio pubblicato sulla rivista Advanced Functiional Materials, un team della Rice University presenta un approccio rapido, efficiente ed ecologico per il recupero selettivo del litio. Utilizzando le radiazioni a microonde e un solvente biodegradabile, il metodo recupera fino al 50% del litio dai catodi delle batterie agli ioni di litio (LIB) esauste in soli 30 secondi.

“Negli ultimi anni abbiamo assistito a una crescita colossale dell’uso delle batterie agli ioni di litio, con conseguenti preoccupazioni per la disponibilità di metalli critici come il litio, il cobalto e il nichel“, ha dichiarato Sohini Bhattacharyya, uno degli autori principali dello studio e Postdoctoral Fellow della Rice Academy, in un comunicato dell’università. “Riciclare le LIB esauste per recuperare questi metalli è essenziale“.

I metodi di riciclaggio tradizionali utilizzano acidi aggressivi, mentre le alternative ecologiche come i solventi eutettici profondi (DES) hanno avuto problemi di efficienza e fattibilità economica. I metodi attuali recuperano meno del 5% del litio a causa della contaminazione e dei processi ad alta intensità energetica.

“Il tasso di recupero è basso perché il litio di solito precipita per ultimo dopo gli altri metalli“, ha detto Salma Alhashim, un’altra autrice principale e dottoranda della Rice. “Il nostro obiettivo è stato quello di colpire il litio in modo specifico utilizzando una miscela DES di cloruro di colina e glicole etilenico, che circonda il litio con ioni cloruro e lo liscivia in soluzione“.

Il nuovo processo promette un recupero sostanziale del litio

Il team ha scoperto che il cloruro di colina, un componente del DES, è efficace nell’assorbire le microonde e sciogliere il litio. Immergendo i rifiuti delle batterie nel solvente e applicando le radiazioni a microonde, è stato possibile lisciviare selettivamente il litio rispetto ad altri metalli.

“Questo processo è simile al modo in cui un microonde da cucina riscalda rapidamente il cibo”, ha detto Bhattacharyya. “L’energia si trasferisce direttamente alle molecole, accelerando la reazione ben oltre i metodi di riscaldamento convenzionali”.

Rispetto al riscaldamento in bagno d’olio, che richiede 12 ore per recuperare l’87% del litio, il processo basato sulle microonde raggiunge lo stesso recupero in soli 15 minuti. Questa efficienza, unita alla stabilità del solvente DES durante i brevi cicli di riscaldamento, segna un miglioramento significativo.

“Questo metodo non solo aumenta il tasso di recupero, ma riduce anche l’impatto ambientale“, ha dichiarato Pulickel Ajayan, professore di ingegneria della Rice, Benjamin M. e Mary Greenwood Anderson, e responsabile del team di studio. “È un passo promettente verso un recupero scalabile e selettivo dei metalli utilizzando sistemi di riciclaggio basati sul DES“.

Il recupero del litio, costoso e altrimenti inquinante, è un passaggio essenziale per la transizione green.