Ricerca per il riciclaggio delle batterie

Ricerca per il riciclaggio delle batterie

Tosaerba, auto elettriche, e-bike o batterie fotovoltaiche: molti dispositivi tecnici e mezzi di trasporto sono ora dotati di batteria. "Si tratta di enormi quantità di batterie e, in definitiva, di risorse che verranno riciclate nel prossimo futuro. Tuttavia, non c'è ancora una capacità di riciclaggio sufficiente per questo", spiega l'ingegnere civile Merle Zorn. Al Dipartimento di Ingegneria Civile dell'Università di Scienze Applicate di Münster sta studiando come le batterie possano essere riciclate in modo più efficiente. La ricerca di Zorn è integrata nel progetto collaborativo DemoSens - digitalizzazione dello smantellamento automatizzato e della lavorazione meccanica supportata da sensori delle batterie agli ioni di litio per un riciclaggio di alta qualità. I partner del progetto sono istituti dell'Università RWTH di Aquisgrana. Il progetto è guidato da Sabine Flamme dell'Istituto per le infrastrutture – Acqua – Risorse – Ambiente dell'Università di Scienze Applicate di Münster.

Zorn ha già scritto la sua tesi di master nel progetto di ricerca sullo smantellamento delle batterie della mobilità elettrica. "Attualmente le batterie vengono ancora smontate manualmente. Con le grandi quantità di cosiddette batterie fuori uso che dovrebbero essere prodotte in futuro, questo non sarà più sostenibile", dice l'assistente di ricerca. Pertanto, nel progetto ha sviluppato un sistema di etichettatura basato su un codice QR che, tra le altre cose, contiene informazioni per lo smantellamento automatizzato. Un altro punto critico nel riciclaggio: le batterie agli ioni di litio contengono diversi materiali catodici - un componente essenziale per il funzionamento di una batteria - come nichel-manganese-cobalto (NMC) o litio ferro fosfato (LFP). “Conoscere questa sottocategoria è fondamentale perché, per un’elevata efficienza, il processo di riciclaggio deve essere adattato esattamente al rispettivo materiale catodico.” Tuttavia, le informazioni a riguardo non sono ancora riportate sulle batterie. "Abbiamo quindi integrato le informazioni su tutte le materie prime utilizzate nel concetto di etichettatura." La Commissione Europea sta attualmente lavorando su un regolamento che impone ai produttori di fornire questo tipo di etichetta informativa. Il concetto di Zorn fornisce suggerimenti per espandere questa etichetta con informazioni per lo smantellamento automatizzato.

L'alunna della FH sta attualmente studiando come migliorare la produzione degli impianti di riciclaggio delle batterie agli ioni di litio e quindi la qualità dei materiali recuperati. “Noi dell’Università di Scienze Applicate di Münster ci concentriamo sul recupero precoce e puro di rame e alluminio, poiché altrimenti nella ricerca in corso sul riciclaggio delle batterie ci sarebbe poca attenzione su questo aspetto”. I due metalli si trovano in punti diversi nella batteria del veicolo elettrico. Ad esempio, il materiale del catodo viene applicato su un foglio di alluminio e il materiale dell'anodo viene applicato su un foglio di rame. L'alloggiamento delle batterie e delle celle è spesso in alluminio. Le rotaie conduttrici in rame collegano le celle e conducono l'elettricità dalla batteria al motore dell'auto. Nel riciclato il rame e l'alluminio sono stati finora presenti per lo più in forma di miscela. Ciò significa che l’alluminio viene solitamente perso nel processo di riciclaggio.