Batterie EV, il riciclo a sali fusi cerca la prova industriale

Il riciclo delle batterie al litio attraverso i sali fusi potrebbe offrire una strada alternativa ai processi basati su temperature molto elevate o reagenti corrosivi. Uno studio pubblicato sul Journal of Energy Storage ha esaminato i progressi di questa tecnologia, che appare interessante soprattutto per il recupero di litio e grafite. Il passaggio dal laboratorio alla scala industriale, però, non è ancora stato dimostrato.

Come funziona il riciclo con i sali fusi

Il processo parte dalla frantumazione delle celle, dalla quale si ricava una polvere conosciuta come massa nera. Questo materiale viene immerso in una miscela di composti inorganici che diventa liquida a circa 400-500 °C. Il bagno salino può dissolvere selettivamente alcuni composti lasciandone intatti altri, così da permettere la separazione dei materiali.

Il metodo si colloca tra le due principali famiglie di processi già impiegate per il riciclo. La pirometallurgia fonde i materiali a temperature molto elevate e consente di recuperare metalli come cobalto e nichel, ma nella maggior parte dei casi lascia il litio nelle scorie. L'idrometallurgia utilizza invece acidi per dissolvere i componenti della cella, con rese migliori ma un impatto chimico significativo.

L'obiettivo dei sali fusi è separare i componenti limitando il ricorso alle temperature estreme della pirometallurgia e ai reagenti corrosivi dell'idrometallurgia. Secondo le informazioni disponibili, il processo potrebbe ridurre il consumo energetico e la produzione di rifiuti chimici rispetto ad alcuni metodi convenzionali. Questi vantaggi potenziali devono tuttavia essere verificati su scala produttiva.

Un passaggio determinante è il pretrattamento della massa nera. La sua preparazione incide infatti sulla purezza dei materiali recuperati a valle e può condizionare il risultato dell'intero processo quanto il bagno salino stesso.

Litio e grafite al centro della ricerca

I risultati esaminati appaiono promettenti soprattutto per litio e grafite, due materiali che i processi tradizionali faticano a recuperare in modo efficiente. La grafite, in particolare, viene spesso bruciata o degradata durante il trattamento pirometallurgico.

La valutazione tecnica del Joint Research Centre della Commissione europea segnala che il recupero industriale del litio non è ancora pienamente attuato. Questo limite riguarda anche il riciclo a sali fusi, per il quale non sono ancora definiti costi e rese su larga scala.

La composizione delle celle influisce inoltre sui materiali da recuperare. Le batterie LFP, cioè al litio ferro fosfato, non contengono cobalto né nichel: il loro riciclo si concentra quindi soprattutto su litio e grafite, proprio i materiali per i quali la tecnologia a sali fusi mostra i risultati più interessanti.

Gli obiettivi europei e le incognite industriali

Il Regolamento (UE) 2023/1542 stabilisce che entro il 31 dicembre 2030 il riciclo delle batterie al litio dovrà raggiungere almeno il 70% di efficienza media in peso, considerando l'insieme delle batterie trattate. Questo valore è distinto dagli obiettivi fissati per il recupero dei singoli materiali.

Per il litio è previsto un tasso di recupero del 50% entro il 2027 e dell'80% entro il 2031. Per cobalto, rame, piombo e nichel l'obiettivo indicato è del 90%, destinato successivamente a salire al 95%.

Il riciclo a sali fusi dovrà quindi dimostrare di poter mantenere efficacia e purezza dei materiali anche fuori dal laboratorio. La fattibilità economica, i costi e le rese industriali restano i principali dati mancanti per valutarne l'applicazione su larga scala.

Una domanda per voi

Quale aspetto ritenete decisivo per valutare il riciclo a sali fusi: recupero dei materiali, consumi energetici o fattibilità industriale?

Nota sulla redazione: questo articolo è stato realizzato con il supporto di EVA AI.