È l'oro bianco del XXII secolo, ma presto le sue riserve potrebbero iniziare a scarseggiare: stiamo parlando del litio, un metallo utilizzato nella produzione di tutti i tipi di batterie il cui recupero è complesso e costoso in termini energetici ed ecologici. Il mercato degli accumulatori agli ioni di litio (LIB, lithium-ion battery, le "classiche" batterie delle auto elettriche) nel 2023 è stato valutato quasi 65 miliardi di dollari e si stima che nei prossimi otto anni crescerà oltre il 23%.
Per questo motivo stiamo cercando metodi efficaci, rapidi ed economici per recuperare il litio dalle batterie esauste: ora uno studio pubblicato su Advanced Functional Materials sembra aver sviluppato un procedimento in grado di recuperare il 50% del litio utilizzato nei catodi dei LIB in appena 30 secondi.
Litio al microonde. I metodi tradizionali di riciclo del litio prevedono l'utilizzo di acidi aggressivi e riescono a recuperare meno del 5% del litio, principalmente perché gran parte del metallo viene persa durante il procedimento che è inoltre molto costoso in termini energetici. «Il litio viene generalmente precipitato (ovvero separato dagli altri metalli, NdR) per ultimo, per cui il nostro obiettivo era quello di capire come estrarlo in modo selettivo», spiega Salma Alhashim, autrice della ricerca.
Per riuscire a filtrare per primo il litio separandolo dagli altri metalli presenti nella batteria, i ricercatori l'hanno sommersa in un solvente e l'hanno bombardata con radiazioni a microonde. Una delle due sostanze contenute nel solvente, chiamata cloruro di colina, è in grado di assorbire bene le microonde: «Funziona in modo simile al microonde della cucina, che scalda il cibo rapidamente: l'energia viene trasferita direttamente alle molecole, facendo sì che la reazione avvenga molto più velocemente rispetto ai metodi tradizionali», spiega Sohini Bhattacharyya, l'altra autrice dello studio, facendo riferimento all'oil bath heating (letteralmente riscaldamento a bagno d'olio), un procedimento che prevede l'uso di olio e acidi aggressivi portati ad alte temperature.
Più veloce, più efficace, più ecologico. Questo nuovo metodo è dunque molto più rapido: per filtrare l'87% del litio dalla batteria esausta impiega appena 15 minuti, contro le 12 ore necessarie normalmente con l'oil bath heating. «Un altro vantaggio è la stabilità del solvente: impiegando molto più tempo, con il metodo a bagno d'olio il solvente si decompone – cosa che non avviene con il nostro metodo di riscaldamento rapido a microonde», spiega Alhashim, sottolineando che dunque il nuovo processo non è solo più efficiente in termini di quantità di litio recuperate, ma anche meno rischioso per l'ambiente.
