L'UE ospiterà 30 milioni di auto elettriche entro il 2030 e la Commissione europea sta preparando obiettivi difficili per il riciclaggio di queste e altre batterie. Eppure gli impatti del riciclaggio delle batterie, soprattutto per le notevoli batterie agli ioni di litio delle auto elettriche che presto riempiranno le nostre strade, è stato in gran parte non studiato.

In un nuovo studio, i ricercatori dell'Università di Aalto hanno studiato gli effetti ambientali di un processo di riciclaggio idrometallurgico per le batterie delle auto elettriche. Utilizzando l'analisi del ciclo di vita basata sulla simulazione, hanno considerato il consumo di energia e acqua, così come le emissioni di processo.

"I processi di riciclaggio delle batterie sono ancora in via di sviluppo, quindi la loro impronta ambientale non è stata ancora studiata in dettaglio. Per essere vantaggioso, il riciclaggio deve dimostrare di essere più ecologico della produzione di materie prime:non possiamo semplicemente presumere che il riciclaggio sia automaticamente migliore, anche se sappiamo che l'estrazione delle materie prime ha grandi impatti ambientali, come l'alto consumo di energia e acqua, "dice Mari Lundström, Professore assistente presso l'Università Aalto.

Il riciclaggio delle batterie utilizza spesso la fusione, che in genere perde litio e altre materie prime. Nuovi processi idrometallurgici, che separano i metalli delle batterie dai rifiuti mediante dissoluzione, consentono il recupero di tutti i metalli ma consumano grandi quantità di energia e prodotti chimici, e spesso producono acque reflue contaminate.

Secondo i risultati, l'impronta di carbonio della materia prima ottenuta dal processo di riciclo studiato è del 38% inferiore a quella della materia prima vergine. La differenza è ancora maggiore se si includono il rame e l'alluminio recuperati durante il pretrattamento meccanico. I risultati indicano anche aree problematiche.

"L'analisi del ciclo di vita identifica le aree in cui il riciclaggio può essere migliorato. Ad esempio, abbiamo notato che l'utilizzo di idrossido di sodio come sostanza chimica neutralizzante aumenta significativamente il carico ambientale del nostro processo, "dice Marja Rinne, uno studente di dottorato alla Aalto University.

Questo tipo di analisi, che secondo i ricercatori è stato fatto raramente per il riciclaggio delle batterie, può essere eseguita anche prima che vengano utilizzati nuovi processi. È utile per determinare come determinate scelte o parametri di processo influenzano gli impatti ambientali di un processo, quindi può essere uno strumento decisionale utile sia per l'industria che per i responsabili politici.

"L'analisi del ciclo di vita basata sulla simulazione può essere utilizzata anche nella fase di progettazione dei processi di riciclaggio per valutare gli impatti ambientali e trovare le migliori opzioni possibili, "dice Lundström.

I potenziali vantaggi di trovare i migliori processi di riciclaggio sono sostanziali; l'UE mira a riciclare il 70% dei rifiuti di massa delle batterie entro la fine del decennio. Sta inoltre fissando obiettivi per metalli specifici utilizzati nelle batterie:95% di cobalto, nichel e rame, e il 70% del litio deve essere riciclato entro il 2030. Si stima che il mercato globale del riciclaggio delle batterie al litio varrà 19 miliardi entro il 2030.

Secondo Lundström, ora è il momento di sviluppare metodi di riciclaggio alternativi, poiché la quantità di rifiuti della batteria salirà alle stelle con la rapida crescita delle auto elettriche.

"Avremo un enorme bisogno di riciclaggio, e dobbiamo trovare i processi di riciclaggio più praticabili ed ecologici. La ricerca sulle innovazioni tecnologiche e il loro impatto ambientale vanno di pari passo, " lei dice.

Nello studio, il team ha anche valutato la scalabilità industriale del processo e ha formulato raccomandazioni su come modificare al meglio il processo di conseguenza.