La domanda mondiale di batterie agli ioni di litio è in forte crescita, e migliorare il recupero dei materiali dalle batterie esauste può ridurre le tensioni sulle catene di approvvigionamento e l'impatto ambientale. Ricercatori della Rice University hanno proposto un approccio idrometallurgico più rapido e a minore consumo energetico per estrarre metalli chiave da batterie usate.
Il team ha studiato una classe di soluzioni acquose chiamate cloruri amminici, che cercano di combinare i vantaggi di alcuni solventi “verdi” evitando i loro limiti. Tra i candidati, la soluzione a base di cloruro di idrossilammonio (HACl) ha mostrato le prestazioni migliori: ha ottenuto circa il 65% di estrazione dei metalli chiave in appena un minuto a temperatura ambiente e, con tempi di trattamento leggermente più lunghi, le efficienze sono salite oltre il 75% per diversi metalli.
La maggiore efficienza deriva da più fattori. Sostituire solventi organici con acqua riduce la viscosità e favorisce il movimento molecolare, accelerando le reazioni. Acidità e ioni cloruro aiutano a sciogliere i metalli, mentre un centro azotato intrinsecamente attivo dal punto di vista redox nella HACl partecipa alla reazione, un vantaggio sottolineato da Sohini Bhattacharyya. Simon M. King ha osservato: "Entro il primo minuto vediamo già che la maggior parte dell'estrazione dei metalli avviene".
I ricercatori hanno rielaborato i metalli recuperati in nuovi materiali per batterie, chiudendo il ciclo nei test. Pulickel Ajayan ha notato che le condizioni miti del metodo potrebbero rendere il riciclo più sostenibile e scalabile, ma non è ancora chiaro con quale rapidità il metodo potrà essere applicato su scala industriale.
Parole difficili
- idrometallurgico — Metodo di estrazione dei metalli usando soluzioni acquose
- cloruri amminici — Soluzioni acquose contenenti ammonio e cloruri
- cloruro di idrossilammonio — Composto chimico usato come solvente in esperimenti
- estrarre — Togliere materiali da un oggetto o miscela
- viscosità — Proprietà che misura quanto è denso un liquido
- scalabile — Che può essere esteso a dimensioni maggiori
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Domande di discussione
- Quali vantaggi ambientali e sulla catena di approvvigionamento potrebbe avere un riciclo più efficiente delle batterie?
- Quali ostacoli tecnici o economici pensi possano rallentare l'adozione su larga scala di questo metodo?
- In che modo la sostituzione di solventi organici con soluzioni acquose incide sulla sicurezza e sui costi del processo di riciclo?
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