Energia, il team del cirotano Francesco Vizza fa rivivere il litio delle batterie

CIRÒ MARINA (CROTONE) – Un gruppo di ricercatori dell’Iccom di Firenze del Cnr è riuscito a brevettare una tecnica innovativa per riciclare il litio dalle batterie. Il direttore dell’Istituto di Chimica dei Composti Organometallici (Iccom) è il cirotano Francesco Vizza, che premette: “l’economia circolare salverà l’ambiente e renderà sostenibile le tecnologie, come quella dei veicoli elettrici”.

Pertanto, è necessario recuperare i materiali critici, ovvero i metalli a rischio di approvvigionamento, che sono essenzialmente litio e cobalto. Il litio è entrato nella lista nel 2020. Cos’hanno scoperto i ricercatori?

Attraverso un progetto sperimentale, durato tre anni, e insieme al Cobat (la più grande piattaforma italiana di servizi per l’economia circolare), Vizza e il suo gruppo hanno realizzato un processo interamente idrometallurgico, che si differenzia dagli altri sistemi noti nello stato dell’arte, in quanto “non prevede – come puntualizza lo scienziato cirotano – l’uso di alte temperature e dei forni, consentendo così il massimo del recupero del litio, ma anche degli altri metalli, come il rame, il cobalto, il nichel e il manganese”.

Le batterie – aggiunge – “per prima cosa, devono essere messe in sicurezza, perché il litio metallico è un metallo altamente reattivo che può scatenare reazioni esotermiche, dando luogo a incendi o esplosioni. Il nostro sistema di scarica delle batterie è di una novità tecnico-scientifica assoluta e quasi a costo zero. Superata questa fase, la batteria viene separata dall’involucro costituito da plastica e acciaio”.

Ne rimane una “sorta di nastro (l’anima delle batterie), costituito da una lamina di rame e una di alluminio sui quali sono contenuti i metalli attivi supportati su grafite – riprende a dire il nostro interlocutore – ed è a quel punto che vengono utilizzati dei solventi innovativi a basso impatto ambientale capaci di separare il rame e l’alluminio e di sciogliere il litio, cobalto, manganese, nichel e ferro. Facciamo precipitare tutti i metalli tranne il litio che viene successivamente isolato come litio carbonato”.

Qual è il risultato? “In questo modo ne recuperiamo il 90%, con una purezza superiore al 95%, pronto per essere utilizzato per una nuova batteria”, risponde Vizza. L’obiettivo, adesso, è trasferire questo processo a un livello industriale.

“Cobat si è già attivata per realizzare quello che diventerebbe il primo impianto pilota di riciclo del litio in Italia, capace di trattare mille tonnellate di batterie all’anno”. Fatta questa precisazione, Vizza evidenzia: “Al momento il litio non viene riciclato, perché il processo costerebbe quattro o cinque volte di più rispetto al litio primario estratto della miniere, il cui costo comunque sta lievitando esponenzialmente: una tonnellata di litio costa tra i 10 mila e i 16 mila dollari a tonnellata. Per alimentare il motore elettrico di un’auto a media cilindrata occorrono circa 10 Kg di litio e 50-90 Kg di cobalto”.

Ma quanto litio e cobalto abbiamo a disposizione? Attualmente, per il cobalto la domanda supera l’offerta, mentre le riserve accertate di litio variano tra i 30 e 90 milioni di tonnellate. In uno scenario in cui le auto elettriche saranno 500 milioni entro il 2050, con una riserva di litio di 60 milioni di tonnellate, in assenza di riciclo, tutto il litio che abbiamo a disposizione sulla terra sarà consumato entro il 2050, ponendo fine alla circolazione delle auto elettriche. Con una riserva di litio di 90 milioni di tonnellate e con un efficiente riciclo possiamo arrivare al 2100.

Per quanto riguarda il cobalto il costo è decisamente più alto: 56mila dollari a tonnellata. Si prevede che la richiesta salirà a 390 mila tonnellate entro il 2030 a fronte di una capacità estrattiva che oggi è di circa 160 mila tonnellate. Di qui la necessità di aumentare la capacità di riciclo.

I regolamenti europei prevedono di arrivare entro il 2030 a un recupero del 70% per il litio, del 95% per il cobalto, del 70% per il rame, del 95% per il nickel. Traguardi impegnativi, considerando che la domanda salirà sensibilmente, poiché l’Unione europea vieterà la vendita di auto a benzina e diesel a partire dal primo gennaio 2035. Inoltre, tutte le batterie superiori a 2KWh dovranno contenere un tracciamento dei metalli utilizzati, con almeno il 20% di cobalto riciclato e almeno il 10% di litio riciclato. In Italia non esistono impianti di riciclo, mentre in Europa ne esistono una decina con una capacità di trattamento alquanto limitata.

Al 2035 si prevedono 12 milioni tonnellate di batterie esauste in tutto il mondo. La corsa al riciclo del litio, il nuovo oro nero, è iniziata. Le nuove miniere sono i dispositivi elettronici e le batterie al litio. Da una tonnellata di cellulari si possono estrarre da 10 a 100 volte le quantità di materiali critici che si otterrebbero da una tonnellata di minerale.

Il contesto ambientale e sociale del riciclo assume un’importanza strategica. Basti pensare che per ottenere una tonnellata di litio, necessaria per un centinaio di auto elettriche di media cilindrata, sono impiegati 2 milioni di litri di acqua. Mentre nell’estrazione del cobalto nella Repubblica Democratica del Congo sono impiegati 40 mila bambini che scavano il terreno a mani nude.