La Cina prevede di generare 2,5 miliardi di batterie agli ioni di litio a fine vita da dispositivi elettronici portatili come smartphone e laptop nel 2020, ma pochissimi vengono riciclati. Sebbene queste batterie vengano scartate, i metalli al loro interno sono ancora preziosi.

Un team di ricercatori, guidato da Zhen (Jason) He alla Washington University di St. Louis, sta sviluppando un metodo per riciclare i materiali delle batterie per riutilizzare i loro preziosi composti. Lui, professore di energia, ingegneria ambientale e chimica presso la McKelvey School of Engineering, e i colleghi della Shanghai Jiao Tong University in Cina e del Virginia Polytechnic Institute e della State University hanno condotto uno studio di fattibilità per la "ricarica" ​​elettrochimica di batterie agli ioni di litio negli elettrodi esauriti per rigenerare composti utili, come l'ossido di litio-cobalto.

I risultati sono stati pubblicati come articolo di copertina supplementare nel numero del 10 agosto di Chimica e ingegneria sostenibili ACS .

Le batterie esaurite agli ioni di litio contengono metalli preziosi, come il litio, cobalto, nichel, rame, alluminio e ferro, così come materiali tossici come l'esafluorofosfato di litio e il fluoruro di polivinilidene. Il litio è una risorsa minerale fondamentale con una riserva limitata, quindi il riciclaggio del materiale può affrontare la carenza e ridurre al minimo l'inquinamento ambientale.

"Dato che il 95% dei materiali è ancora lì e utilizzabile, volevamo vedere se potevamo rigenerare direttamente i composti completi di ossido di litio e cobalto invece di recuperare i singoli elementi e poi metterli insieme per essere un composto utile, " Ha detto. "Abbiamo utilizzato un processo di elettrodeposizione in cui abbiamo depositato gli ioni di litio sugli elettrodi di scarto guidati dall'elettricità che crea il campo elettrico per assorbire lo ione sull'elettrodo.

"Possiamo aggiungere una quantità aggiuntiva di ioni di litio nell'elettrodo di scarto, e ottieni una formula completa che ti consente di riutilizzare quei materiali."

Poiché le batterie sono economiche, c'è poco incentivo a riciclare, quindi solo il 5% circa delle batterie agli ioni di litio viene riciclato, Egli ha detto. Però, il recupero e il riciclaggio di elementi critici come il litio svolgeranno un ruolo chiave nella sostenibilità dell'uso delle risorse da parte della società, Lui continuò. Altri ricercatori hanno provato vari metodi per riciclare i materiali, compresa l'estrazione separata dei materiali mediante metodi meccanici. Ma questi metodi richiedono reagenti aggiuntivi e possono generare inquinanti secondari.

Con i risultati positivi di questo studio di fattibilità, Lui e il team hanno in programma di continuare gli sforzi per rigenerare i materiali nelle batterie agli ioni di litio e studiarne l'efficacia in termini di costi.