Un gruppo internazionale di ricercatori, guidato dall’Università di Brescia in collaborazione con l’Università di Porto, ha presentato e brevettato una soluzione “chemical-free” per recuperare il litio dalle batterie esauste agli ioni di litio.
In uno studio pubblicato su Battery Energy viene presentato questo modello circolare integrato che elimina l’uso di qualsiasi tipologia di reagente, trasformando i rifiuti delle batterie direttamente in nuovi materiali funzionali per l'estrazione del litio. Viene utilizzata semplicemente dell’acqua, riducendo fino al 90% l’impatto ambientale di questi processi.
La ricerca, coordinata da Elza Bontempi dell’Università di Brescia, propone un approccio innovativo e sostenibile per il recupero del litio dalle batterie esauste agli ioni di litio, contribuendo in modo concreto allo sviluppo di un'economia circolare per le materie prime critiche.
«Il cuore dell'innovazione risiede in una nuova tecnica per la produzione dei cosiddetti Layered Double Hydroxide (LDH) a base di litio, che abbiamo brevettato» – spiegano i ricercatori Alberto Mannu e Francesca Bianchi.
«Si tratta di un materiale ‘adsorbente’, una sorta di spugna, molto promettente nell’estrazione diretta del litio dalle salamoie, ossia la fonte più usata oggi per estrarre litio in natura, che noi abbiamo ottenuto senza utilizzare alcun reagente, se non acqua. A differenza di altri adsorbenti, il litio catturato dagli LDH può poi essere poi estratto e impiegato per realizzare nuove batterie», aggiunge Alessandra Zanoletti.
Il nuovo metodo permette infatti di produrre in modo semplice e a basso impatto degli LDH a base di litio da cui è possibile estrarre il litio dalle batterie esauste.
Il primo passo del processo consiste in un trattamento termico di appena 5 minuti, usando microonde, che permette di ‘destabilizzare’ e rompere alcuni legami chimici presenti nella black mass così da facilitare il rilascio di litio e alluminio.
Successivamente, il materiale viene sottoposto a un lavaggio in sola acqua (leaching), portando alla formazione spontanea di cristalli di Li/Al-LDH senza l’aggiunta di alcun reagente. il nuovo processo riduce l'impronta di carbonio e l'energia incorporata (embodied energy) in una misura compresa tra il 60% e il 90% rispetto ai metodi di sintesi convenzionali degli LDH.
Questa drastica riduzione è dovuta principalmente alla velocità del trattamento termico e all'assenza di sostanze chimiche commerciali addizionate nel processo.
«In un contesto di crescente domanda globale di litio per batterie e sistemi di accumulo energetico – aggiunge Antonella Cornelio – questa ricerca rappresenta un esempio concreto di come i rifiuti possano essere trasformati in risorse, con benefici sia ambientali sia economici».
La ricerca è stata sostenuta dal Ministero dell'Università e della Ricerca (MUR) tramite il progetto CARAMEL e dalla Fondazione Cariplo attraverso il progetto Tech4Lib.
Lo studio “An Integrated Chemicals-Free Circular Model for Lithium Recovery From Spent Batteries to Direct Lithium Extraction From Brines” ha visto la partecipazione di Alberto Mannu, Alesandra Zanoletti, Antonella Cornelio, Annalisa Zacco e Francesca Bianchi di INSTM e Università di Brescia, Bruno Valentim, Alexandra Guedes, dell’Università di Porto.
