A partire dal 2035 in Europa potrebbero essere venduti solo auto e veicoli elettrici e a idrogeno. Almeno è questa la strada tracciata dal Parlamento europeo che ha votato a favore dello stop alla vendita di auto e furgoni a benzina, diesel e con motori a combustione interna.
La misura approvata fa parte del piano d’azione contro il cambiamento climatico Fit-for-55 che prevede di introdurre iniziative politiche per ridurre le emissioni di CO2 dell’Unione europea del 55% entro il 2030 e raggiungere la piena neutralità carbonica entro il 2050.
Nei prossimi anni ci sarà quindi una spinta verso le auto elettriche ed è quindi necessario trovare soluzioni in grado di rendere più sostenibili le batterie che alimentano i veicoli elettrici.
Il riciclo delle batterie
Diversi partner della comunità industriale e scientifica si sono uniti per dimostrare che, grazie al riciclo, i componenti più preziosi delle batterie possono essere recuperati e riutilizzati più volte durante il loro ciclo di vita. Il consorzio di ricerca HVBatCycle mira a conservare metalli catodici, elettroliti e grafite in un ciclo di materiale chiuso (closed loop). Sotto la guida del Gruppo Volkswagen, TANIOBIS GmbH, J. Schmalz GmbH e Viscom AG collaboreranno per tre anni con ricercatori della RWTH Aachen University, della Technical University of Brunswick e del Fraunhofer Institute for Surface Engineering and Thin Films (IST) per condurre ricerche e sviluppare i processi necessari. Il progetto è finanziato dal Ministero federale tedesco dell’economia e dell’azione per il clima.
L’idea alla base del progetto
Il Segretario di Stato parlamentare, Michael Kellner ha sottolineato che la produzione europea di batterie può avere successo solo se si concentra sulla sostenibilità nel maggior numero delle aree possibili. Kellner ha inoltre aggiunto che le batterie sostenibili sono fondamentali per una transizione energetica e dei trasporti, transizione che deve essere guidata da elevati standard ambientali e sociali.
Come spiegato da Sebastian Wolf, Chief Operating Officer Battery Cell di Volkswagen AG, è questa la strada che intende percorrere il consorzio HVBatCycle, infatti, il riciclaggio delle batterie e degli scarti di produzione contribuisce in modo decisivo a garantire l’approvvigionamento di materie prime per gli stabilimenti di produzione. Come spiegato da Wolf, grazie a questo progetto si sta preparando una visione olistica dei processi di riciclaggio e quindi dell’implementazione del circuito chiuso dei materiali delle batterie per i veicoli elettrici.
Ciclo chiuso delle materie prime e riciclaggio multiplo
Per ridurre l’uso di materiali provenienti da fonti primarie come miniere o saline, le materie prime essenziali devono essere recuperate più volte. Pertanto, le celle delle batterie realizzate con materiali riciclati vengono nuovamente riciclate, il che dimostra anche che anche il riciclaggio multiplo non ha alcuna influenza sulla qualità dei materiali. Per ottenere un circuito chiuso, è necessaria l’implementazione di processi interdisciplinari complessi. Tutti i processi devono essere coordinati tra loro in modo che, grazie al riciclo delle batterie, il processo di produzione di materiali secondari di alta qualità sia efficiente dal punto di vista ambientale ed economico, nel rispetto dei più elevati requisiti di sicurezza.
Indipendenza attraverso il decentramento e i vantaggi dell’uso di materiali secondari
Il progetto del consorzio si concentra sul percorso di riciclaggio meccanico-idrometallurgico, caratterizzato da bassi requisiti energetici e dalla possibilità di una distribuzione decentrata relativamente semplice di alcuni processi di riciclaggio in Europa.
Ciò favorisce un’economia circolare locale e assicura materie prime strategicamente importanti, riducendo in modo significativo la dipendenza dell’Europa da altre regioni del mondo. Il progetto HVBatCycle mira a individuare processi efficienti e soluzioni innovative che garantiscano la creazione di una catena del valore end-to-end con un’elevata efficienza economica e, allo stesso tempo, massimizzino il riciclo e l’efficienza energetica e riducano al minimo l’impatto ambientale.
Automazione dei processi di smantellamento e recupero del materiale
Grazie a un approccio di sviluppo innovativo e concreto, lo smantellamento e il riciclo delle batterie sono ampiamente automatizzati. L’approccio prevede una separazione quasi priva di perdite del materiale attivo e delle lamine portanti, nonché il recupero della grafite e dei componenti altamente volatili dell’elettrolita.
Nella fase successiva è previsto il trattamento idrometallurgico della “massa nera”, costituita da grafite e metalli della batteria. In questa fase, mediante l’utilizzo di acqua e solventi chimici, l’attenzione è rivolta alla rapida e selettiva estrazione del litio in forma solubile, nonché alla lisciviazione, alla precipitazione e alla raffinazione dei metalli contenuti come concentrato di idrossido misto. È qui che i ricercatori studieranno se la separazione dei composti metallici sia davvero necessaria per produrre nuovo materiale catodico ad alte prestazioni.
l lavoro di ricerca sulla lavorazione dell’elettrolita e della grafite ha lo scopo di dimostrare, attraverso lo sviluppo di processi adeguati, che importanti componenti elettrolitici e la grafite possono anche essere lavorati in modo efficiente e riutilizzati per produrre nuove ed efficienti batterie. Tutte le fasi del processo sono accompagnate da un’analisi ecologica ed economica del ciclo di vita.