Recupero metalli dalle batterie: un aiuto dalle bucce della frutta

Quello dei sistemi di accumulo è uno degli ambiti strategicamente più importanti nella decarbonizzazione dei modelli energetici e vede uno dei suoi ambiti di maggiore impegno, quello della più spinta riciclabilità dei materiali impegnati nelle tecnologie di accumulo, che vedono oggi il litio come uno dei metalli di riferimento. (Foto figura di copertina di Juanita Mulder da Pixabay)

A questo riguardo, un team di scienziati della NTU di Singapore è riuscito ad utilizzare i rifiuti alimentari, specificatamente bucce di frutta, per dare origine ad un innovativo processo di riciclaggio delle batterie al litio esauste.

Si tratta di un sistema che si propone come alternativa ai correnti processi di recupero, altamente energivori e fortemente impattanti per la produzione di gas tossici, che fanno ricorso l’utilizzo di alte temperature, oltre 500 ° C, per la fusione dei metalli o come quello che si affida alla idrometallurgia, un processo che dopo la triturazione del rifiuto, fa ricorso a soluzioni acide forti o deboli con l’aggiunta perossido di idrogeno per l’estrazione dei metalli ma anche in questo caso, ottenendo inquinanti secondari pericolosi sia per l’ambiente che per la salute umana.

Il nuovo processo messo a punto dalla Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore), si basa sull’utilizzo di bucce di frutta per l’estrazione e la riutilizzazione dei metalli preziosi come il litio. Come ha precisato il professor Madhavi Srinivasan, co-direttore del laboratorio NTU Scarce dell’ateneo: “Gli attuali processi di riciclaggio industriale dei rifiuti elettronici sono ad alta intensità energetica ed emettono inquinanti nocivi e rifiuti liquidi. C’è un urgente bisogno di metodi eco-compatibili per rispondere alla crescita di questi rifiuti. Il nostro team ha dimostrato che è possibile farlo con sostanze biodegradabili”. 

Nello specifico, il team di ricerca asiatico ha scoperto che la combinazione di scorza d’arancia essiccata al forno e macinata, combinata con l’acido citrico, può raggiungere gli stessi obiettivi dell’idrometallurgia convenzionale, con i test che hanno dimostrato che, grazie all’utilizzo della buccia della frutta, il nuovo approccio è in grado di estrarre circa il 90% di metalli come cobalto, litio, nichel e manganese presente nelle batterie agli ioni di litio esauste; una performance paragonabile al processo che fa uso di perossido di idrogeno attualmente impiegato.

Come sottolineano i ricercatori, “Il segreto sta nella cellulosa che si trova nella scorza, che viene convertita in zuccheri durante il processo di estrazione”, spiegano gli scienziati. “Questi zuccheri migliorano il recupero dei metalli dai rifiuti. Gli antiossidanti naturali presenti nella buccia d’arancia, come i flavonoidi e acidi fenolici, potrebbero aver contribuito a questo miglioramento”.

Ma un ulteriore interessante aspetto è costituito dal fatto che i residui solidi generati dal nuovo processo non sono tossici. Infatti dai materiali recuperati, è stato possibile assemblare nuove batterie agli ioni di litio con una capacità di carica del tutto simile a quelle commerciali. 

Dopo i test di laboratorio, il team di ricerca dalla NTU è adesso impegnato nella ottimizzazione delle prestazioni del ciclo di carica-scarica dei nuovi dispositivi.

Link articolo sulla ricerca pubblicata su Environmental Science & Technology.

La Redazione di Ecquologia

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