Le tecnologie di riciclaggio per le batterie agli ioni di litio (LIB) a fine vita non stanno al passo con la rapida ascesa dei veicoli elettrici, immagazzinare un problema di gestione dei rifiuti potenzialmente enorme per il futuro, secondo un nuovo studio.

Una revisione del riciclaggio delle batterie agli ioni di litio condotta dall'Università di Birmingham suggerisce che, mentre i veicoli elettrici (EV) offrono una soluzione per ridurre l'inquinamento, i governi e l'industria devono agire ora per sviluppare una solida infrastruttura di riciclaggio per soddisfare le future esigenze di riciclaggio.

Lo studio, realizzato in collaborazione con ricercatori delle università di Newcastle e Leicester, è pubblicato oggi nel numero del 150° anniversario di Natura .

Dottor Gavin Harper, Faraday Research Fellow presso l'Università di Birmingham, è l'autore principale della carta. Ha detto:"La sfida del riciclaggio non è semplice:c'è un'enorme varietà nelle sostanze chimiche, forme e design delle batterie agli ioni di litio utilizzate nei veicoli elettrici. Le singole celle sono formate in moduli, che vengono poi assemblati in pacchi batteria. Per riciclarli in modo efficiente, devono essere smontati e i flussi di rifiuti risultanti separati. Oltre al litio, queste batterie contengono una serie di altri metalli preziosi, come il cobalto, nichel e manganese, e c'è il potenziale per migliorare i processi attualmente utilizzati per recuperarli per il riutilizzo".

Il problema dei rifiuti LIB è già significativo ed è destinato a crescere con l'aumento della domanda di veicoli elettrici. Sulla base di 1 milione di auto elettriche vendute nel 2017, i ricercatori hanno calcolato che 250, Quando questi veicoli raggiungeranno la fine della loro vita, ne risulteranno 000 tonnellate o mezzo milione di metri cubi di rifiuti di imballaggio non trattati.

C'è anche un'enorme opportunità per il Regno Unito. L'analisi della Faraday Institution, l'istituto indipendente del Regno Unito per la ricerca sull'accumulo di energia elettrochimica, indica la necessità di otto gigafabbriche nel Regno Unito entro il 2040 per soddisfare la domanda di LIB. Il Regno Unito dovrà sviluppare fonti di approvvigionamento per i materiali critici necessari per queste batterie e il materiale riciclato potrebbe svolgere un ruolo importante.

Professor Andrew Abbott, dell'Università di Leicester e coautore del documento, ha dichiarato:"L'elettrificazione di appena il 2% dell'attuale parco auto globale rappresenterebbe una linea di auto che potrebbe estendersi intorno alla circonferenza della Terra, circa 140 milioni di veicoli. La discarica chiaramente non è un'opzione per questa quantità di rifiuti. Trovare modi riciclare le batterie dei veicoli elettrici non solo eviterà un enorme onere per le discariche, ci aiuterà anche a garantire la fornitura di materiali critici, come il cobalto e il litio, che sicuramente sono la chiave per un'industria automobilistica sostenibile."

Lo studio identifica una serie di sfide chiave che ingegneri e responsabili politici dovranno affrontare, Compreso:

• Identificazione delle applicazioni di secondo utilizzo per le batterie a fine vita
• Sviluppare metodi di riparazione e riciclaggio rapidi, soprattutto dato che lo stoccaggio su larga scala di batterie elettriche è potenzialmente pericoloso
• Migliorare la diagnostica delle batterie, pacchi batteria e celle di batteria, in modo che lo stato di salute delle batterie possa essere valutato con precisione prima del riutilizzo
• Ottimizzazione della progettazione delle batterie per il riciclaggio per consentire lo smontaggio automatico della batteria, più sicuro delle attuali tecniche di movimentazione manuale
• Progettare nuovi processi di stabilizzazione che permettano di aprire e separare le batterie a fine vita, e sviluppare tecniche o processi per garantire che i componenti non vengano contaminati durante il riciclaggio.

"Queste batterie contengono enormi quantità di energia e al momento siamo ancora relativamente impreparati su come gestirle quando raggiungono la fine della loro vita, " spiega il co-autore professor Paul Christensen, dell'Università di Newcastle, che sta anche lavorando con un certo numero di servizi antincendio e di soccorso del Regno Unito allo sviluppo di protocolli per affrontare gli incendi delle batterie agli ioni di litio.

"Una delle aree di ricerca di questo progetto è esaminare l'automazione e come possiamo smantellare in modo sicuro ed efficiente le batterie esaurite e recuperare i materiali preziosi come il litio e il cobalto. Ma c'è anche un problema di sicurezza pubblica che deve essere affrontato come seconda vita. Le batterie per veicoli elettrici diventano più ampiamente disponibili. Quello di cui abbiamo bisogno è uno sguardo urgente all'intero ciclo di vita della batteria, dall'estrazione dei materiali dal terreno allo smaltimento alla fine".

Paolo Anderson, Co-direttore del Birmingham Centre for Strategic Elements and Critical Materials, aggiunge:"Rispondere a queste sfide richiederà una grande quantità di ambizione e un approccio coerente alla definizione delle politiche. Questo è essenziale se vogliamo creare soluzioni all'interno del processo di progettazione che ci permettano di effettuare una transizione graduale e sostenibile all'elettricità. veicoli".