Con l’aumento dell’uso dei veicoli elettrici, la gestione dei rifiuti delle batterie è diventata una questione cruciale. Le batterie al litio, infatti, una volta esaurite, possono generare una grande quantità di rifiuti. Tuttavia, un team di ingegneri della Rice University ha sviluppato un reattore innovativo capace di estrarre litio dai materiali di scarto delle batterie, trasformando un problema in una risorsa preziosa.
Il funzionamento del nuovo reattore
Il reattore elettrochimico progettato da Rice University impiega un processo semplice ed efficace. Invece di utilizzare sostanze chimiche aggressive, come gli acidi, il team ha sviluppato un metodo che sfrutta la ricarica dei materiali catodici di scarto. Questo approccio consente di estrarre gli ioni di litio e di combinarli con l’idrossido in un flusso d’acqua, generando idrossido di litio con una purezza superiore al 99%.
Tale metodo non solo risulta più pulito, ma contribuisce anche a ridurre i costi energetici e chimici associati al recupero del litio.
Il principio alla base del reattore
Il principio fondamentale su cui si basa il reattore è chiaro: se la carica di una batteria estrae litio dal catodo, è possibile utilizzare la stessa reazione per il riciclo. Questa intuizione ha portato alla progettazione di un sistema che applica la carica elettrica per separare il litio in modo efficiente e diretto.
I benefici del nuovo processo
Il nuovo sistema ha dimostrato di essere altamente efficiente, richiedendo solo 103 kilojoule di energia per chilogrammo di materiale di scarto. Questo rappresenta un notevole miglioramento rispetto ai metodi tradizionali, che utilizzano acidi e richiedono un dispendio energetico significativamente maggiore.
Inoltre, il reattore ha mostrato un tasso di recupero del litio che sfiora il 90% durante un test di 1000 ore.
Versatilità e scalabilità
Un aspetto significativo di questa tecnologia è la sua applicabilità a diverse chimiche di batterie, tra cui litio ferro fosfato e litio ossido di manganese. I ricercatori hanno dimostrato che il processo può funzionare anche con elettrodi di fosfato di litio e ferro in modalità roll-to-roll, consentendo un’integrazione nelle linee di assemblaggio automatizzate.
Un futuro sostenibile per il riciclo del litio
Con l’intento di aumentare ulteriormente l’efficienza, il team della Rice University prevede di sviluppare membrane più selettive per potenziare la capacità del reattore. Inoltre, stanno esplorando opportunità per il post-trattamento dell’idrossido di litio, che includerebbe la cristallizzazione e la concentrazione, riducendo ulteriormente il consumo energetico e le emissioni associate al processo di riciclo.
La ricerca condotta da Rice University propone una soluzione innovativa per il riciclo del litio, segnando un passo significativo verso un futuro più sostenibile nella produzione di batterie. Questa tecnologia potrebbe consentire la realizzazione di batterie ad alte prestazioni impiegando materiali riciclati, contribuendo a un ciclo di vita delle batterie più circolare.
