Un team guidato dall’Università di Brescia ha sviluppato un processo brevettato che recupera il litio dalle batterie esauste utilizzando esclusivamente acqua
Mentre la corsa globale all’elettrificazione accelera e la domanda di litio continua a crescere a ritmi record, una ricerca italiana potrebbe cambiare radicalmente il modo in cui questo materiale strategico viene recuperato e reimmesso nel ciclo produttivo.
Un gruppo internazionale di ricercatori guidato dalla Professoressa Elza Bontempi e coordinato dall’Università degli Studi di Brescia, in collaborazione con l’Università di Porto, ha sviluppato e brevettato una tecnologia innovativa che permette di recuperare il litio dalle batterie esauste agli ioni di litio senza utilizzare alcun reagente chimico commerciale.
Il processo impiega esclusivamente acqua e consente di trasformare direttamente i rifiuti delle batterie in nuovi materiali funzionali per l’estrazione del litio.
I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Battery Energy e rappresentano un passo significativo verso una gestione più sostenibile delle materie prime critiche. La ricerca è stata sostenuta dal Ministero dell’Università e della Ricerca attraverso il progetto CARAMEL e dalla Fondazione Cariplo tramite il progetto Tech4Lib.
La sfida del litio nell’era della mobilità elettrica
Il litio è oggi uno degli elementi più ricercati al mondo. È infatti indispensabile per la produzione delle batterie che alimentano automobili elettriche, sistemi di accumulo energetico e numerosi dispositivi elettronici.
Secondo le stime internazionali, la domanda globale potrebbe aumentare fino a dodici volte entro il 2035. Una crescita che pone interrogativi sempre più urgenti sulla sostenibilità delle attività estrattive e sulla capacità di recuperare il materiale già presente nelle batterie giunte a fine vita.
I processi tradizionali di estrazione e riciclo, infatti, richiedono spesso l’impiego di acidi minerali, sostanze chimiche aggressive e trattamenti termici ad alta intensità energetica, con conseguenti impatti ambientali significativi.
Come funziona il nuovo processo “chemical-free”
Solo acqua e microonde per recuperare il litio
Il cuore dell’innovazione consiste nella produzione di particolari materiali chiamati Layered Double Hydroxides (LDH) a base di litio, ottenuti direttamente dalla cosiddetta black mass, il residuo derivante dal trattamento delle batterie esauste.
Come spiegano i ricercatori Alberto Mannu e Francesca Bianchi, questi materiali agiscono come una sorta di “spugna” capace di catturare il litio presente nelle salamoie, che rappresentano oggi una delle principali fonti naturali da cui viene estratto il metallo.
La novità è che tali materiali vengono prodotti senza l’aggiunta di reagenti chimici, utilizzando esclusivamente acqua.
Credit: UniBS – Immagine al microscopio del Layered Double Hydroxide
Un trattamento di appena cinque minuti
Il procedimento si articola in due fasi principali. In una prima fase la black mass viene sottoposta a un trattamento con microonde della durata di appena cinque minuti. Questo passaggio permette di destabilizzare alcuni legami chimici presenti nel materiale, favorendo il rilascio di litio e alluminio.
Successivamente avviene il lavaggio in acqua, durante il quale si formano spontaneamente cristalli di Li/Al-LDH senza la necessità di aggiungere alcuna sostanza chimica esterna.
Secondo il team di ricerca, il litio catturato da questi materiali può essere successivamente recuperato e riutilizzato per la produzione di nuove batterie, completando così un vero ciclo circolare della materia prima.
Impatto ambientale ridotto fino al 90%
Uno degli aspetti più rilevanti dello studio riguarda i benefici ambientali. L’analisi del ciclo di vita del processo evidenzia infatti una riduzione compresa tra il 60% e il 90% sia dell’impronta di carbonio sia dell’energia necessaria per produrre gli LDH rispetto ai metodi convenzionali.
Il risultato è reso possibile soprattutto grazie a due fattori: la drastica riduzione dei tempi di trattamento termico e l’eliminazione totale dei reagenti chimici commerciali.
Si tratta di un miglioramento particolarmente significativo in un settore chiamato a sostenere la transizione energetica senza trasferire altrove i costi ambientali della decarbonizzazione.
Dai rifiuti alle nuove risorse: il modello di economia circolare
Per i ricercatori coinvolti, il valore della scoperta va oltre il semplice recupero del litio.
“Questa ricerca rappresenta un esempio concreto di come i rifiuti possano essere trasformati in risorse”, ha sottolineato Antonella Cornelio, evidenziando i vantaggi sia ambientali sia economici del nuovo approccio.
La tecnologia dimostra infatti come una materia prima critica possa essere recuperata da prodotti giunti a fine vita e reimpiegata in nuovi processi industriali, riducendo la dipendenza dalle attività estrattive e rafforzando la sicurezza delle filiere europee delle batterie.
