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Il riciclo multiplo delle batterie per ridurre l'uso delle materie prime

27.6.2022
Il riciclo multiplo delle batterie per ridurre l'uso delle materie prime

Il Gruppo Volkswagen guida il Consorzio HVBatCycle, che coinvolge partner dell’industria e della comunità scientifica e ha lo scopo di sviluppare un ciclo chiuso delle materie prime più preziose presenti nelle batterie, permettendo così il riciclo multiplo.

Recuperare, riciclare e riutilizzare più volte gli elementi più preziosi presenti nelle batterie dei veicoli elettrici, per renderle ancora più sostenibili. È questo l'obiettivo del Consorzio HVBatCycle guidato dal Gruppo Volkswagen, a cui partecipano fornitori specializzati come TANIOBIS GmbH, J. Schmalz GmbH e Viscom AG e ricercatori provenienti dall'Università Tecnica di Aquisgrana (RWTH), dall’Università Tecnica di Braunschweig e dall’Istituto Fraunhofer per l’Ingegneria delle Superfici e dei Film sottili (Fraunhofer Institute for Surface Engineering and Thin Films, IST).

Il progetto di ricerca del Consorzio, che è finanziato dal Ministero Federale dell'Economia e dell'Energia, durerà tre anni e si concentrerà sui metalli catodici, sull'elettrolita e sulla grafite, con lo scopo di sviluppare i processi necessari per inserirli in modo definitivo in un ciclo chiuso.

Forniture sostenibili per le materie prime

La produzione di batterie in Europa può avere successo solo se si concentra sulla sostenibilità considerando più aspetti possibile. La sostenibilità delle batterie è fondamentale per una transizione energetica e dei trasporti guidata da elevati standard ambientali e sociali” ha dichiarato a proposito di questo progetto Michael Kellner, Segretario di Stato parlamentare. Sebastian Wolf, Responsabile delle operazioni Battery Cell del Gruppo Volkswagen, ha spiegato: “Il riciclo delle batterie e degli scarti di produzione è decisivo per garantire l’approvvigionamento di materie prime per le nostre fabbriche future. Con il progetto HVBatCycle si lavorerà a ecosistema olistico dei processi di riciclo, e quindi all’implementazione di un ciclo chiuso dei materiali per le batterie”.

Riciclo multiplo delle batterie

Per poter utilizzare sempre meno materiali provenienti da fonti primarie come miniere o saline, le materie prime essenziali devono essere recuperate non una, ma più volte. A tal fine, le celle batteria già realizzate con materiali riciclati vengono nuovamente riciclate, dimostrando come anche più cicli di riciclo non vadano a intaccare la qualità del materiale.

Per raggiungere questo risultato servono complessi processi  interdisciplinari che devono essere perfettamente coordinati tra loro, per produrre materiali secondari di alta qualità e rispondenti ai più elevati requisiti di sicurezza. Anche la scalabilità e l'efficienza economica dei processi sono aspetti fondamentali.

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Materiali secondari

Nello specifico, il progetto del Consorzio si concentra sul riciclo meccanico-idrometallurgico, caratterizzato da un basso fabbisogno energetico, e dalla possibilità di distribuire alcuni processi di riciclo in Europa in modo decentralizzato e relativamente semplice. Ciò favorirebbe un'economia circolare locale, assicurando allo stesso tempo materie prime strategicamente importanti e riducendo in modo significativo la dipendenza dell'Europa da altre regioni del pianeta.

In altre parole, il progetto HVBatCycle mira a definire processi efficienti e soluzioni innovative per creare una catena del valore end-to-end che abbia un'elevata efficienza economica e che riduca al minimo l'impatto ambientale.

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Smantellamento delle batterie

Tra questi processi un passaggio chiave è quello dello smantellamento delle batterie (fino al livello delle celle io degli elettrodi) provenienti dai veicoli elettrici usati. Una procedura che deve essere ampiamente automatizzata, direttamente legata alla domanda ed efficiente dal punto di vista economico. Ciò include anche la separazione del materiale attivo e dei film di supporto quasi senza perdite, nonché il recupero della grafite e dei componenti altamente volatili dell'elettrolita.

È importante anche il trattamento idrometallurgico della cosiddetta “polvere nera” - costituita da grafite, litio, manganese, cobalto e nichel - per cui si utilizzano acqua e solventi chimici; in questa fase è fondamentale l'estrazione precoce e selettiva del litio in forma solubile, ma anche la lavorazione dei metalli come concentrato di idrossido misto.

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In questo processo si studierà se sia davvero necessaria la separazione dei composti metallici per produrre un nuovo materiale catodico ad alte prestazioni. La ricerca sulla lavorazione dell'elettrolita e della grafite vuole dimostrare, attraverso lo sviluppo di processi adeguati, che questi componenti possono essere trattati in modo efficiente e riutilizzati più volte per la produzione di nuove celle.

Fonte: Volkswagen AG

VGI | U.O. Responsabile: VP | Data di creazione: data dell’articolo | Classe 9.1

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