La crescente adozione dei veicoli elettrici e l’inarrestabile domanda di accumulo di energia hanno reso le batterie agli ioni di litio la tecnologia dominante, osannate per la loro buona densità energetica e la lunga durata. L’unica nota stonata, al momento, sembra essere la loro durata media ad alti livelli, purtroppo, che si attesterebbe intorno ai 5-8 anni.
Il vero dramma, opportunità per alcuni, è che entro il 2030, il mondo si troverà con oltre dieci milioni di tonnellate di batterie dismesse, una catastrofe di risorse che contiene un tesoro in metalli preziosi come nichel, cobalto e, appunto, litio.
I metodi di riciclo standard, la pirometallurgia e l’idrometallurgia, sono affermati a livello commerciale, ma sono lo specchio di un’era in cui l’efficienza non era prioritaria e sono associati a un elevato consumo energetico, a un notevole inquinamento ambientale e a un basso valore economico del prodotto finale, che richiede ulteriori lavorazioni.
Un team di ricercatori dell’Università di Scienza e Tecnologia di Huazhong ha sviluppato una tecnica che suona come una vera e propria resurrezione, ovvero la rigenerazione diretta con un approccio a sali fusi. Questo metodo, a differenza del riciclo standard, ripristina la struttura e le prestazioni dei catodi delle batterie esaurite ad alto contenuto di nichel, preservando la loro preziosa struttura cristallina originale.
Il focus degli studiosi è stato posto sull’NCM811, un materiale catodico ad alta densità energetica cruciale per i veicoli elettrici, che nel tempo perde litio e accumula difetti che ne distruggono la capacità. Il nuovo processo è un capolavoro di chimica: utilizza una miscela di sali fusi a base di idrossido di litio, nitrato di litio e salicilato di litio. Questa miscela, una volta riscaldata e liquida, agisce come un siero rigenerante, consentendo agli ioni di litio di penetrare nel materiale danneggiato, riorganizzando gli atomi nella loro struttura iniziale.
I risultati (ancora solo di laboratorio) sono incoraggianti. Il materiale rigenerato ha raggiunto una struttura monocristallina uniforme, eliminando lo strato superficiale indesiderato e fornendo una capacità di scarica iniziale di 196 mAh/g. Dopo 200 cicli, il catodo riciclato ha mantenuto ben il 76% della sua capacità, superando gran parte dei metodi esistenti.
Come ha affermato Fangshu He, il processo “non solo sostituisce il litio perduto, ma ripristina anche la struttura stratificata ordinata, fondamentale per una lunga durata della batteria”.
Un elemento da sottolineare è che la tecnica dei sali fusi opera a temperature relativamente basse e, soprattutto, evita l’uso di acidi o solventi tossici, rendendola efficiente dal punto di vista energetico e, finalmente, davvero sicura per l’ambiente.
