Le batterie al litio non riciclate correttamente possono rilasciare nell'ambiente metalli tossici che possono essere inalati nei polmoni e causare problemi di salute come patologie cardiovascolari e polmonari.<\/p>\n
La maggior parte delle batterie al litio viene riciclata sminuzzandola in polvere prima di essere fusa (pirometallurgia) o sciolta in acido (idrometallurgia). Entrambi i processi consumano grandi quantit\u00e0 di energia ed emettono gas a effetto serra nell'ambiente.<\/p>\n
I catodi sono il cuore di ogni batteria agli ioni di litio, responsabili della tensione e delle prestazioni. Per produrre catodi di alta qualit\u00e0, i materiali devono avere un'elevata porosit\u00e0 (area superficiale che consente agli ioni di litio di spostarsi tra l'anodo e il catodo), per cui catodi pi\u00f9 porosi significano maggiori capacit\u00e0 di immagazzinamento dell'energia; infatti, uno studio ha rilevato che la polvere di catodo riciclata era pi\u00f9 porosa della polvere di catodo prodotta in commercio e quindi permetteva alle batterie assemblate con materiale riciclato di avere prestazioni simili a quelle prodotte con materiali vergini.<\/p>\n
La ricerca \u00e8 stata condotta presso l'Universit\u00e0 della California, Irvine, da ricercatori guidati da Nikhil Gupta. Basandosi su un lavoro precedente che aveva dimostrato che l'uso di materiale catodico riciclato poteva aumentare l'efficienza delle batterie e prolungarne i tempi di funzionamento, i ricercatori hanno utilizzato un processo innovativo per produrre polvere catodica pi\u00f9 di tre volte pi\u00f9 porosa rispetto al metodo tradizionale. La tranciatura, la macinazione, la lisciviazione acida, la selezione in base alle dimensioni delle particelle, la chimica e la lavorazione danno origine a catodi ad alte prestazioni che vengono poi miscelati con elettroliti liquidi e lavorati prima di essere nuovamente miscelati per formare catodi ad alte prestazioni che durano pi\u00f9 a lungo rispetto ai metodi di produzione tradizionali utilizzati da fonti riciclate.<\/p>\n
Le batterie agli ioni di litio richiedono un elettrolita liquido per condurre gli ioni tra l'anodo e il catodo, noto come elettrolita. Solitamente composto da sali inorganici disciolti in solventi organici non acquosi, come il carbonato di propilene o le miscele di carbonati di etilene con carbonati alifatici come il dimetil, il dietil e il metilcarbonato di etile), questo elemento svolge un ruolo essenziale nelle prestazioni della batteria. Per ottenere prestazioni ottimali della batteria, deve garantire un'interfaccia a bassa resistenza per un funzionamento efficiente della batteria: la scelta dell'elettrolita \u00e8 di fondamentale importanza per le prestazioni della batteria.<\/p>\n
Il riciclaggio delle batterie al litio ha tradizionalmente comportato la frantumazione e la fusione meccanica delle batterie o la loro dissoluzione in acido. Sfortunatamente, questi processi richiedono quantit\u00e0 eccessive di elettricit\u00e0 per funzionare e producono una massa ingombrante di metalli difficile da riciclare. Questa ricerca propone invece il \"riciclaggio diretto dei catodi\", un'alternativa a risparmio energetico.<\/p>\n
Il riciclaggio diretto dei catodi consiste nel disassemblare una batteria nei suoi singoli elementi e selezionarli in base alle loro propriet\u00e0 fisiche. In primo luogo, viene eseguita una cesoiatura in atmosfera inerte; successivamente, i materiali vengono frantumati e macinati in frazioni fini a scopo di separazione e purificazione. Questo processo rimuove dalla soluzione impurit\u00e0 come alluminio e rame, che potrebbero inibire le prestazioni, e ioni di metalli di transizione come Ni2+ e Co2+, lasciando come prodotti in uscita solo sali di litio e grafite.<\/p>\n
Le batterie agli ioni di litio utilizzate nelle auto elettriche e negli smartphone, ma anche nei giocattoli per bambini, nelle sigarette elettroniche e nei computer portatili, possono essere riciclate; tuttavia, il processo pu\u00f2 essere spesso macchinoso e costoso, il che ha dissuaso molte aziende dall'avviare un'attivit\u00e0 di riciclaggio; tuttavia, i ricercatori stanno lavorando a soluzioni per rendere il riciclaggio pi\u00f9 semplice, pi\u00f9 economico, pi\u00f9 veloce e pi\u00f9 ecologico.<\/p>\n
Le batterie al litio sono costruite con diversi materiali, tra cui rame e cobalto. Sebbene questi metalli siano essenziali per la produzione delle batterie, la loro estrazione pu\u00f2 essere pericolosa a causa della produzione di rifiuti tossici e contribuisce al cambiamento climatico con l'emissione di gas a effetto serra durante i processi di estrazione. Il riciclaggio delle batterie offre una soluzione per contribuire a ridurre la domanda di tali risorse, attenuando al contempo l'impatto ambientale.<\/p>\n
Il riciclaggio pu\u00f2 contribuire a proteggere le nostre preziose risorse tenendole lontane dalle discariche, dove potrebbero causare danni all'ambiente, e a ridurre l'uso di energia per produrre materie prime che richiedono energia costosa (e che contribuiscono alle emissioni di gas serra) o a evitare lo sfruttamento dei lavoratori del terzo mondo che scavano per ottenere cobalto o altri minerali in condizioni non sicure.<\/p>\n
Il metodo tipico di riciclaggio delle batterie agli ioni di litio prevede la frantumazione e la purificazione dei componenti per estrarre il catodo. Purtroppo, questo metodo \u00e8 costoso e inefficace per ottenere prodotti di qualit\u00e0. Fortunatamente, i ricercatori stanno sviluppando processi alternativi che conservano i catodi intatti per poterli vendere intatti; questi saranno molto meno costosi e rispettosi dell'ambiente rispetto alle loro controparti tradizionali.<\/p>\n
Anche se le batterie agli ioni di litio possono essere riciclate, ogni ciclo pu\u00f2 ridurne leggermente la purezza. Per questo motivo, si raccomanda ai consumatori di trovare un punto di raccolta locale per le batterie al litio usate: anche se possono essere abbastanza sicure per lo smaltimento quotidiano nel bidone della spazzatura, le batterie agli ioni di litio contengono sostanze chimiche nocive che potrebbero corrodere gli oggetti vicini se lasciate in giro per troppo tempo. Pertanto, l'utilizzo di un servizio di riciclaggio appropriato o la consultazione delle istruzioni del produttore possono garantire uno smaltimento sicuro.<\/p>\n
Le batterie al litio sono diventate parte integrante dei veicoli elettrici (EV) e di altri prodotti a energia pulita, ma devono essere riciclate in modo responsabile per evitare il rischio di incendi o la dispersione di sostanze chimiche tossiche nell'ambiente. I centri di riciclaggio delle batterie dovrebbero essere utilizzati invece di gettarle via; i bidoni blu o gialli potrebbero danneggiarle durante la lavorazione e comportare rischi di incendio; al contrario, dovrebbero essere lasciate in uno dei sette centri di riciclaggio di prodotti chimici e batterie per uso domestico.<\/p>\n
Questi centri sono specializzati nel riciclaggio di batterie al litio presenti in prodotti come utensili elettrici, fotocamere digitali, giocattoli per bambini, sigarette elettroniche e computer portatili. Inoltre, offrono soluzioni di smaltimento sicure per le batterie pi\u00f9 grandi da un wattora utilizzate nelle automobili o nelle case, ma non possono accettare quelle pi\u00f9 piccole da un wattora perch\u00e9 troppo pericolose. Se possedete una di queste batterie di grandi dimensioni e volete riciclarla, visitate uno dei sette centri di riciclaggio!<\/p>\n
Il riciclaggio di una batteria al litio prevede innanzitutto la sua frantumazione e la separazione dal catodo dei componenti meno costosi, come l'involucro in acciaio della batteria e i circuiti elettronici. Gli scienziati estraggono quindi gli elementi, tra cui la \"Black Mass\", un estratto composto da nichel, cobalto, alluminio e manganese che contiene metalli rari e costosi; questa polvere pu\u00f2 quindi essere ricondizionata e mescolata con elementi freschi per migliorare le prestazioni, risparmiando cos\u00ec metalli rari che altrimenti sarebbero andati sprecati.<\/p>\n
Il riciclo delle batterie al litio \u00e8 un altro ottimo modo per combattere la carenza globale di minerali chiave come il cobalto e il nichel, che periodicamente si riducono a minacciare l'efficienza e la durata dei veicoli elettrici. Il riciclaggio pu\u00f2 anche contribuire ad affrontare le carenze globali di minerali come queste, aiutando a soddisfare pi\u00f9 direttamente la domanda di approvvigionamento globale.<\/p>\n
Questo processo assomiglia alle tecniche pirometallurgiche standard, ma richiede meno energia e produzione di rifiuti rispetto ad altre tecniche di riciclaggio. Come efficace alternativa alla pirometallurgia - che in genere consuma molta energia e produce sottoprodotti tossici - e ai metodi di idrometallurgia (che prevedono il recupero dei metalli per via chimica), questo metodo ha tassi di recupero dei metalli superiori a quelli di queste sole tecniche.<\/p>\n
Il riciclaggio delle batterie pu\u00f2 contribuire a ridurre l'impatto ambientale associato ai veicoli elettrici (EV) e ai dispositivi che utilizzano batterie al litio, come i computer portatili. Il riciclaggio pu\u00f2 conservare materiali preziosi, fornire fonti di energia rinnovabile e diminuire il fabbisogno minerario, riducendo al contempo il volume dei rifiuti in discarica. Purtroppo, per\u00f2, il riciclaggio delle batterie non \u00e8 privo di difficolt\u00e0.<\/p>\n
In primo luogo, per poter essere riciclate, le batterie devono essere completamente scariche, poich\u00e9 le batterie al litio sono pericolose se lasciate in sospensione. Una volta pronte per il riciclaggio, devono essere scomposte e sminuzzate in piccoli pezzi prima di essere fuse o dissolte per recuperare i loro metalli - questo processo pu\u00f2 produrre polvere nell'aria che contamina l'ambiente circostante e pu\u00f2 provocare malattie respiratorie; il litio \u00e8 considerato un metallo pericoloso, quindi \u00e8 fondamentale maneggiarlo con cura.<\/p>\n
I ricercatori del Faraday Institution nel Regno Unito stanno ora sperimentando un nuovo metodo di riciclaggio delle batterie al litio, utilizzando una sonda a ultrasuoni \"simile a quella che i dentisti usano per la pulizia dei denti\", dice Gupta. Concentrando gli ultrasuoni sulle superfici si creano minuscole bolle che implodono e fanno esplodere il rivestimento, consentendo il recupero di catodi e anodi che hanno un valore significativo.<\/p>\n
Inoltre, il riciclaggio aiuta l'ambiente riducendo le emissioni di carbonio derivanti dall'estrazione. Secondo le stime del McKinsey Institute, la diffusione del riciclaggio delle batterie potrebbe ridurre le emissioni di carbonio di 25% per chilowattora. Affinch\u00e9 il riciclaggio delle batterie abbia successo, \u00e8 necessario estrarre i metalli preziosi senza danneggiare il catodo o l'anodo.<\/p>\n
Le batterie al litio contengono metalli preziosi come il nichel e il cobalto che vengono utilizzati sia nei veicoli elettrici (EV) che nei dispositivi elettronici, ma \u00e8 importante ricordare che non devono mai essere messe nei bidoni blu o gialli per il riciclaggio: questi rischi di incendio devono essere gestiti da impianti di riciclaggio specializzati. Se avete bisogno di riciclare le batterie al litio per qualsiasi motivo, \u00e8 sufficiente avvolgere i loro terminali in un nastro non conduttivo (elettrico, da imballaggio trasparente o da canalina) prima di consegnarle a uno dei sette Centri di riciclaggio e di chimica domestica dell'Autorit\u00e0 o ai rivenditori che le accettano per il riciclaggio.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Le batterie al litio non riciclate correttamente possono rilasciare nell'ambiente metalli tossici che possono essere inalati nei polmoni e causare problemi di salute come patologie cardiovascolari e polmonari. La maggior parte delle batterie al litio viene riciclata sminuzzandola in polvere prima di essere fusa (pirometallurgia) o sciolta in acido (idrometallurgia). Entrambi i processi ...<\/p>\n