Recyclage des piles : 70% du lithium récupéré

Développement d'un procédé de recyclage mécanochimique bon marché et respectueux de l'environnement

29.03.2023 - Allemagne

Récupérer jusqu'à 70% du lithium contenu dans les déchets de batteries sans avoir recours à des produits chimiques corrosifs, à des températures élevées ou à un tri préalable des matériaux : C'est ce que permet une méthode de recyclage développée à l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT), qui combine des processus mécaniques et des réactions chimiques. Cette méthode permet de recycler les batteries lithium-ion les plus diverses de manière économique, efficace sur le plan énergétique et respectueuse de l'environnement. Les chercheurs en font état dans la revue Nature Communications Chemistry.

Amadeus Bramsiepe, KIT

Plus il y a de piles à recycler, plus il est important de mettre en place des méthodes de recyclage durables pour les matériaux qu'elles contiennent.

Amadeus Bramsiepe, KIT

Le Dr Oleksandr Dolotko, auteur principal de la publication, est chercheur à l'Institut IAM-ESS et à l'HIU.

Amadeus Bramsiepe, KIT
Amadeus Bramsiepe, KIT

Les batteries lithium-ion envahissent notre quotidien : elles alimentent non seulement les ordinateurs portables et les smartphones, les jouets, les télécommandes et d'autres petits appareils sans fil, mais font également office de principal réservoir d'énergie pour l'électromobilité qui connaît une croissance rapide. L'utilisation croissante de ces batteries exige des méthodes de recyclage durables sur le plan économique et écologique. Aujourd'hui, ce sont surtout le nickel et le cobalt, le cuivre et l'aluminium ainsi que l'acier qui sont récupérés et recyclés à partir des déchets de piles. La récupération du lithium est actuellement encore coûteuse et peu rentable. Les procédés disponibles, généralement métallurgiques, consomment beaucoup d'énergie et/ou laissent des sous-produits nocifs. En revanche, les approches de la mécanochimie, qui utilisent des processus mécaniques pour provoquer des réactions chimiques, promettent un meilleur rendement à moindre coût ainsi qu'une plus grande durabilité.

Adapté à différents matériaux de cathode

L'Institut des matériaux appliqués - systèmes de stockage d'énergie (IAM-ESS) du KIT a développé un tel procédé en collaboration avec l'Institut Helmholtz d'Ulm pour le stockage électrochimique de l'énergie (HIU), fondé par le KIT en coopération avec l'Université d'Ulm, et EnBW Energie Baden-Württemberg AG. Les chercheurs présentent leur méthode dans la revue Nature Communications Chemistry. Ils atteignent ainsi un taux de récupération allant jusqu'à 70 pour cent pour le lithium, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des produits chimiques corrosifs, des températures élevées ou de trier les matériaux au préalable. "Le procédé convient à la récupération du lithium à partir de matériaux cathodiques de différentes compositions chimiques et donc à de nombreuses batteries lithium-ion différentes disponibles sur le marché", explique le Dr Oleksandr Dolotko de l'IAM-ESS du KIT et de l'HIU, principal auteur de la publication. "Il permet un recyclage peu coûteux, efficace sur le plan énergétique et respectueux de l'environnement".

La réaction se déroule à température ambiante

Pour leur procédé, les chercheurs utilisent l'aluminium comme agent réducteur dans la réaction mécanochimique. Comme l'aluminium est déjà présent dans la cathode, le procédé ne nécessite pas d'apport supplémentaire de substances. Voici comment cela fonctionne : les déchets de piles sont d'abord broyés. Ils sont ensuite utilisés dans une réaction avec l'aluminium pour produire des matériaux composites métalliques contenant des composés de lithium solubles dans l'eau. Le lithium est ensuite récupéré en dissolvant les composés hydrosolubles dans l'eau, puis en les chauffant afin d'éliminer l'eau par évaporation. Comme la réaction mécanochimique se déroule à température et pression ambiantes, le procédé est particulièrement efficace sur le plan énergétique. Un autre avantage réside dans la simplicité du processus, ce qui facilitera son utilisation à l'échelle industrielle. En effet, dans un avenir proche, de grandes quantités de batteries seront à recycler.

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.

Publication originale

Autres actualités du département science

Actualités les plus lues

Plus actualités de nos autres portails

L'intelligence artificielle révolutionne-t-elle la chimie ?