Un riscaldamento flash Joule senza solventi apre al riciclo delle batterie al litio con magneti
Sfruttare le proprietà magnetiche dei materiali può facilitare il riciclo delle batterie a litio. La tecnica per farlo è un riscaldamento flash Joule senza solventi (FJH). Consiste nel far passare corrente attraverso un materiale moderatamente resistente, riscaldandolo rapidamente a temperature elevate. Con questo approccio i ricercatori della Rice University hanno ottenuto la separazione e la purificazione dei materiali delle batterie esaurite.
Nel dettaglio, hanno riscaldato gli accumulatori a fine vita a 2.500 gradi Kelvin per una frazione di secondo. La trasformazione ha permesso una separazione magnetica efficiente di alcuni materiali. Il prodotto flashato include una miscela della porzione ferromagnetica (pari al 90% in peso) e della porzione non ferromagnetica (circa il 10% in peso). A questo punto, un semplice magnete può essere utilizzato per estrarre la porzione ferromagnetica desiderata. L’altra porzione può essere raccolta e ri-flashata per un ulteriore riciclo.
Il potenziale del riscaldamento flash Joule per la sostenibilità del riciclo
L’operazione ha funzionato in particolare per i catodi a base di cobalto. Nelle batterie dei veicoli elettrici si tratta di componenti comuni ma costosi, sia in termini finanziari che ambientali. Nel processo hanno mostrato magnetismo negli strati esterni di ossido di cobalto, facilitando la loro separazione.
L’esperimento ha portato a un recupero del metallo delle batterie con una resa del 98%, mantenendo intatta la struttura del materiale. Le impurità metalliche sono state significativamente ridotte dopo la separazione, preservando al contempo la struttura e la funzionalità dei materiali. In questo modo, possono essere utilizzati più agevolmente per essere ricostituiti in nuovi catodi.
La scoperta della Rice University, uscita ieri su Nature Communications, promette di migliorare significativamente la sostenibilità della produzione di veicoli elettrici. Le tecniche tradizionali di riciclo delle batterie al litio, infatti, spesso richiedono processi ad alta intensità energetica e chimica. Tutto ciò si accompagna a costi elevati e un impatto ambientale significativo.