Riuso e riciclo delle batterie al litio: il contributo di EcoCIRC

Nato nell’ambito della Strategia di specializzazione intelligente - S3 e finanziato dal Piano Lombardia, EcoCIRC è un accordo di collaborazione tra Regione Lombardia e Università e Enti di ricerca (Politecnico di Milano, Università di Milano Statale e Bicocca, Università di Pavia, CNR-STIIMA) per la realizzazione di un’innovativa infrastruttura pilota regionale “System Integrator” in grado di accelerare la transizione verso l’economia circolare dei veicoli elettrici.

L’iniziativa si inserisce in un percorso internazionale, quello avviato nell’ambito del Network interregionale Vanguard Initiative e in particolare nella Pilot Initiative ESM – Efficient and Sustainable Manufacturing, coordinata dalle Regioni Catalunya e Lombardia.

Dopo una fase iniziale di gestazione, EcoCIRC (coordinato da Marcello Colledani del Politecnico) è ora entrato nella fase operativa con la costituzione di laboratori di ricerca e sviluppo tecnologico presso i vari Enti coinvolti.

Il laboratorio R²BAT

In particolare, le Università di Pavia e Milano Bicocca hanno dato origine a un laboratorio congiunto, R²BAT, fisicamente collocato presso il Dipartimento di Chimica di Pavia, che si occupa del recupero con metodologie green e sostenibili dei materiali critici presenti nella black mass delle batterie al litio ottenuta con metodi meccanici dai partner di EcoCIRC.

Oltre al litio stesso, vengono recuperati i metalli pesanti come cobalto e nichel – presenti nel catodo – la grafite – elemento fondamentale dell’anodo – e i polimeri contenenti fluoro che consentono l’assemblaggio dei componenti della cella.

I risultati: la pubblicazione scientifica

I primi risultati significativi sono stati recentemente pubblicati dai responsabili del laboratorio, Eliana Quartarone e Piercarlo Mustarelli, su ChemSusChem, una delle più prestigiose riviste di chimica verde e sostenibile (https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002%2Fcssc.202102080).

 In questo lavoro, liquidi organici di nuova concezione, i cosiddetti Deep Eutectic Solvent (DES) caratterizzati da basso costo e tossicità trascurabile, sono stati utilizzati per estrarre praticamente al 100% litio, manganese, cobalto e nichel da black mass di batterie commerciali.

Il processo di estrazione è stato svolto in condizioni molto meno aggressive rispetto ai metodi impiegati a livello industriale, con la possibilità aggiuntiva di riciclare varie volte anche i solventi utilizzati.

I materiali critici recuperati hanno purezza sufficiente per poter essere reintrodotti nella filiera di produzione delle batterie al litio, contribuendo così ad alleviare la dipendenza da Paesi extra-UE (principalmente Cina e Russia).

Inaugurazione il 3 marzo a Pavia

Il Laboratorio R2BATT verrà inaugurato venerdì 3 marzo con un evento che si terrà al Dipartimento di Chimica dell’Università di Pavia.

Per info e programma: eliana.quartarone@unipv.it; piercarlo.mustarelli@unimib.it.