La seconda vita delle batterie: come funziona il riciclo

L’avvento dell’era elettrica nell’industria automobilistica ha portato con sé una nuova sfida: la gestione sostenibile delle batterie agli ioni di litio a fine vita. Il riciclo di tali elementi rappresenta una soluzione cruciale per mitigare l’impatto ambientale e per recuperare materiali preziosi, come litio, cobalto, nickel e manganese, essenziali per la produzione di nuove batterie. Si tratta di un processo complesso che coinvolge diverse fasi, ognuna delle quali richiede tecnologie sofisticate e altamente specializzate.

Il riciclo consente di ridurre la quantità di rifiuti elettronici e di minimizzare l’estrazione di nuove materie prime, con conseguente diminuzione delle emissioni di gas serra e del consumo di energia. Questo processo può essere suddiviso in tre fasi principali: la raccolta e il disassemblaggio, il trattamento meccanico, e la separazione chimica.

Come si riciclano le batterie?

Il primo passo nel riciclo delle batterie è la raccolta delle unità esauste. Le batterie devono essere trattate con estrema cautela, poiché contengono materiali reattivi che possono causare incendi o esplosioni se manipolati in modo inappropriato. Una volta raccolte, le batterie vengono trasportate in impianti specializzati dove avviene il disassemblaggio.

Durante questa fase, le batterie vengono smontate per separare i diversi componenti, come moduli, celle e circuiti elettronici. Questa operazione può essere eseguita manualmente o mediante processi automatizzati, a seconda del tipo di batteria e delle tecnologie disponibili.

Le fasi del processo di riciclo

Dopo il disassemblaggio, i componenti separati vengono sottoposti a un trattamento meccanico. Questa fase prevede la frantumazione delle celle della batteria in particelle più piccole, spesso ridotte a una polvere fine. Il materiale ottenuto, noto come “polvere nera”, contiene una miscela di vari metalli, tra cui litio, cobalto, nickel e manganese, oltre a grafite e altre sostanze. La polvere nera rappresenta una risorsa preziosa, ma per poterla riutilizzare, è necessario separare e purificare i vari elementi.

La fase finale del riciclo delle batterie agli ioni di litio coinvolge la separazione chimica dei materiali contenuti nella polvere nera. Questa fase può essere eseguita utilizzando vari metodi, tra cui la pirometallurgia, l’idrometallurgia e, in alcuni casi, la biometallurgia.

• Pirometallurgia. Questo metodo prevede l’utilizzo di alte temperature per fondere i metalli presenti nella polvere nera. I metalli vengono separati in base alle loro proprietà fisiche e chimiche. Tuttavia, la pirometallurgia ha lo svantaggio di richiedere elevati consumi energetici e può generare emissioni inquinanti, rendendola meno sostenibile rispetto ad altri metodi.
• Idrometallurgia. Questo approccio utilizza soluzioni chimiche per dissolvere i metalli dalla polvere nera. I metalli vengono poi estratti e purificati attraverso processi di precipitazione, estrazione con solventi o elettrodeposizione. L’idrometallurgia è considerata più efficiente e meno impattante a livello ambientale rispetto alla pirometallurgia, poiché opera a temperature più basse e riduce le emissioni di gas nocivi.
• Biometallurgia. Questo metodo innovativo sfrutta microrganismi per separare i metalli dai composti presenti nella polvere nera. Sebbene ancora in fase di sviluppo e sperimentazione, la biometallurgia offre un’opzione promettente per il riciclo sostenibile delle batterie, riducendo ulteriormente l’impatto ambientale del processo. I batteri vengono quini utilizzati per ossidare i metalli e renderli solubili in una soluzione acquosa.

Oltre agli aspetti economici ed ecologici, il riciclo delle batterie ha implicazioni significative anche per la sicurezza energetica. Mentre la domanda globale di batterie agli ioni di litio continua a crescere, il riciclo offre un’opportunità per creare una catena di approvvigionamento più resiliente e meno vulnerabile alle fluttuazioni del mercato delle materie prime.