Il litio delle batterie delle auto elettriche norvegesi non viene riciclato così spesso. Anziché, finisce come rifiuto quando altri metalli con cui è mescolato vengono riciclati. Ma questo potrebbe cambiare.

Il premio Nobel per la chimica di quest'anno è andato a tre pionieri nello sviluppo di batterie ricaricabili agli ioni di litio. Queste batterie si trovano ormai ovunque e sono un componente vitale delle auto elettriche di oggi.

Ma il litio è anche piuttosto raro, ed è solitamente presente solo in piccole concentrazioni dove si trova nella crosta terrestre. Eppure il riciclaggio è stato solo minimamente redditizio. Infatti, I proprietari di veicoli elettrici hanno dovuto pagare per riciclare le batterie delle loro auto.

Ora un gruppo di ricerca di NTNU vuole collaborare con l'industria norvegese per fare qualcosa al riguardo.

"Il nostro obiettivo è riciclare al 100% il litio dalle batterie delle auto elettriche, ", afferma il borsista postdottorato Sulalit Bandyopadhyay presso il Dipartimento di ingegneria chimica della NTNU.

Variazione della tecnologia familiare

"Siamo l'unico gruppo di ricerca in Norvegia che sta studiando questo metodo, "dice Bandyopadhyay.

L'obiettivo è recuperare il litio dalle batterie dei veicoli elettrici utilizzando l'idrometallurgia. Ciò significa che una materia prima viene prima dissolta in acqua e che poi la sostanza che si vuole estrarre viene precipitata. Le aziende norvegesi hanno una lunga esperienza con questo metodo. Il processo viene utilizzato per estrarre nichel e zinco, Per esempio.

Ma il litio delle batterie delle auto elettriche non viene riciclato. Per molto tempo, queste batterie, nel nome dell'ambiente, sono state inviate dall'altra parte del mondo per essere riciclate in Cina. Ora i cinesi ne hanno abbastanza della propria spazzatura e non accettano più la spazzatura dell'Occidente. Anziché, Le batterie dei veicoli elettrici norvegesi sono immagazzinate nel comune di Sandefjord, dove vengono smontati e inviati per ulteriore cernita e riciclaggio in Europa, Nord America e Asia.

In Europa, le batterie finiscono spesso in un impianto di riciclaggio in Belgio, Germania o Canada. La materia prima viene incenerita, e il rame e il nichel delle batterie vengono riciclati. Ma in questo processo di combustione, il litio è perso. Ciò significa che abbiamo bisogno di un nuovo metodo che possa anche preservare il litio per il riciclaggio. I metodi idrometallurgici sono promettenti e sono già in una certa misura utilizzati, ma senza estrarre il litio.

Impianto pilota

Il gruppo di Bandyopadhyay sta lavorando per sviluppare un processo che recuperi il litio, nichel e cobalto da quella che viene chiamata massa nera. La massa nera è una polvere nera costituita dai materiali della batteria che sono attivi, intendendo il materiale che si trova sugli elettrodi. La composizione del materiale varia a seconda del tipo di chimica utilizzata per realizzare le celle della batteria, ma in genere contiene nichel, cobalto, manganese, litio e carbonio.

Tre studenti del master NTNU e uno stagista australiano IAESTE sono coinvolti nel gruppo di ricerca guidato da Bandyopadhyay. Stanno studiando due diversi tipi di batterie per auto elettriche, la variante foglia e le cellule prismatiche.

Questo progetto, LIBRES—Riciclaggio delle batterie al litio, comprende anche Norsk Hydro e Glencore Nikkelverk, aziende con anni di esperienza e importante esperienza con l'idrometallurgia. Inoltre, stanno collaborando con la società mineraria finlandese Keliber, una società parzialmente di proprietà norvegese che vuole produrre idrossido di litio per il mercato internazionale delle batterie.

"Abbiamo in programma di lanciare un impianto pilota nel 2024 e un impianto su vasta scala nel 2027, "dice Bandyopadhyay.

Anche ricercatori e aziende svedesi sono attivi nel campo, e una struttura completa per il mercato scandinavo deve considerare anche questa connessione. Ma la tecnologia e la ricerca sono economicamente interessanti, indipendentemente dall'esito in Svezia.

"Hydro è a capo del progetto LIBRES. Vogliamo che questo progetto getti le basi per un nuovo, entusiasmante industria legata al riciclaggio delle batterie usate per auto elettriche in Norvegia. La posizione unica della Norvegia con la disponibilità di queste batterie ci offre un ottimo punto di partenza, " disse Christian Rosenkilde, capo ingegnere presso Norsk Hydro ASA.

Diventerà redditizio

"Il riciclaggio del litio dalle batterie dei veicoli elettrici non è ancora redditizio dal punto di vista finanziario, ma un rapporto di Bloomberg mostra che questo cambierà nei prossimi anni, "Dice Bandyopadhyay.

La ragione principale dell'attuale bassa redditività è che i volumi sono ancora così piccoli. Le batterie dei veicoli elettrici hanno normalmente una durata di circa 10 anni, il che significa che la stragrande maggioranza di queste batterie funziona ancora. Ma in pochi anni ci saranno abbastanza auto elettriche che il numero di batterie usate in Norvegia aumenterà drasticamente. Poi ci saranno anche più soldi nel riciclaggio. È importante mettere a punto la tecnologia e le attrezzature prima di quel momento.

Bandyopadhyay è anche un membro del gruppo leader operativo del Gemini Center HyProS-Hydrochemical Process Technology in the Circular Economy. I centri Gemini prevedono sforzi di collaborazione con altri istituti di ricerca, in questo caso l'Università di Oslo e SINTEF.

"È importante anche guardare al riciclo dei metalli diversi dal litio. Tra qualche anno, nelle batterie per auto potrebbero essere utilizzati metalli completamente diversi da quelli attuali, "Dice Bandyopadhyay.