Batterie EV, questa potrebbe essere la svolta del riciclo

Riciclare le batterie delle auto elettriche senza doverle cuocere a temperature folli o trattarle con acidi aggressivi? È una delle sfide più interessanti per rendere davvero sostenibile la mobilità elettrica. Una possibile risposta arriva dai sali fusi, miscele di composti inorganici che diventano liquide a circa 400-500 °C e possono aiutare a separare i diversi materiali presenti nelle celle ormai a fine vita.

L'idea è interessante perché potrebbe permettere di recuperare i componenti delle batterie con meno sprechi rispetto ad alcuni processi tradizionali. Ma c'è un grosso "ma": per ora siamo ancora soprattutto nei laboratori e servono ulteriori prove per capire se questa tecnologia può funzionare in modo efficiente anche quando si passa alla produzione su scala industriale.

Il tema è tornato sotto i riflettori con un nuovo studio pubblicato sul Journal of Energy Storage, che fa il punto sui progressi del riciclo attraverso i sali fusi. E la ricerca arriva in un momento in cui anche le regole europee spingono verso sistemi di recupero sempre più efficienti.

Il Regolamento (UE) 2023/1542 stabilisce infatti che entro il 31 dicembre 2030 il riciclo delle batterie al litio dovrà raggiungere almeno il 70% di efficienza in peso medio considerando l'insieme delle batterie trattate. Un obiettivo che va tenuto distinto da quelli previsti per il recupero dei singoli materiali, come litio, nichel e cobalto.

Riciclo a sali fusi: come funziona

Il riciclo delle batterie al litio si divide oggi in tre famiglie di processi. La pirometallurgia fonde il materiale a temperature molto elevate, recuperando metalli come cobalto e nichel ma perdendo quasi sempre il litio nelle scorie. L'idrometallurgia usa invece acidi per dissolvere i componenti della cella, con rese migliori ma un impatto chimico non trascurabile.

Il metodo a sali fusi si inserisce come via intermedia. La cella frantumata viene ridotta in una polvere nota come massa nera, poi immersa in un bagno di sali fusi che dissolve selettivamente alcuni composti e lascia intatti gli altri. L'obiettivo è separare i materiali senza ricorrere né a fornaci né a reagenti corrosivi. Si riduce così sia il consumo energetico sia la produzione di rifiuti chimici.

I tre metodi per il riciclo delle batterie al litio: pirometallurgia, idrometallurgia e i sali fusi.

Foto di: Motor1 Italia visual (AI-assisted)

Resta però da dimostrare che il processo regga il passaggio dal laboratorio alla produzione di massa. Il pretrattamento della massa nera è un passaggio decisivo quanto il bagno salino stesso, perché condiziona la purezza di ciò che si riesce a recuperare a valle.

Quali materiali si possono recuperare

I sali fusi mostrano risultati promettenti soprattutto su litio e grafite, due materiali che i processi tradizionali faticano a recuperare in modo efficiente. La grafite, in particolare, viene spesso bruciata o degradata dalla pirometallurgia. Un progetto dedicato al suo recupero, descritto in un progetto per recuperare la grafite dalle batterie esauste, conferma quanto sia centrale questo materiale nel bilancio economico del riciclo.

Il Joint Research Centre della Commissione europea, il centro di ricerca scientifica interno alla Commissione, segnala nella sua valutazione tecnica sul Regolamento batterie che il recupero del litio su scala industriale non è ancora pienamente attuato. È un limite che riguarda anche i metodi a sali fusi. Il regolamento fissa comunque target precisi: entro il 2027 il recupero del litio dovrà raggiungere il 50%, salendo all'80% entro il 2031. Per cobalto, rame, piombo e nichel l'asticella è già al 90% e salirà al 95%.

Le differenze tra chimiche delle celle contano parecchio in questo quadro. Una batteria LFP (litio ferro fosfato) non contiene cobalto né nichel. Il suo riciclo punta quindi soprattutto su litio e grafite, proprio i materiali su cui i sali fusi sembrano più efficaci rispetto ai metodi tradizionali.

Per le auto elettriche la posta in gioco è la disponibilità futura di materie prime, non solo la sostenibilità ambientale del fine vita. Un metodo che recupera litio e grafite con meno energia e meno chimica aggressiva potrebbe alleggerire la dipendenza dalle miniere. Ma i dati su costi e rese a scala industriale restano da costruire, come già notato per altri approcci descritti nelle sfide aperte del riciclo delle batterie per auto elettriche.

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