Nouvelle recette pour un recyclage efficace et respectueux de l'environnement des piles
Bien que cela semble aussi facile que de préparer du café, la procédure exacte est une percée scientifique unique
Des chercheurs de l'université de technologie de Chalmers, en Suède, présentent aujourd'hui une nouvelle méthode efficace de recyclage des métaux contenus dans les batteries de voitures électriques usagées. Cette méthode permet de récupérer 100 % de l'aluminium et 98 % du lithium contenus dans les batteries de voitures électriques. Dans le même temps, la perte de matières premières précieuses telles que le nickel, le cobalt et le manganèse est minimisée. Le processus ne nécessite pas de produits chimiques coûteux ou nocifs, car les chercheurs utilisent de l'acide oxalique, un acide organique que l'on trouve dans le règne végétal.
Fonctionnement de la méthode : le contenu broyé d'une cellule de batterie de voiture usagée (sac argenté), sous la forme d'une poudre noire finement broyée (plat de gauche), est dissous dans un liquide transparent, l'acide oxalique. Après un certain temps, le mélange noir est filtré. L'aluminium et le lithium se retrouvent dans le liquide (bleu verdâtre), tandis que les autres métaux, tels que le cobalt, le nickel et le manganèse, restent dans les "solides" sombres (boîte de droite).
Anna-Lena Lundqvist
"Jusqu'à présent, personne n'a réussi à trouver les conditions exactes pour séparer une telle quantité de lithium à l'aide de l'acide oxalique, tout en éliminant l'aluminium. Comme toutes les piles contiennent de l'aluminium, nous devons pouvoir l'éliminer sans perdre les autres métaux", explique Léa Rouquette, doctorante au département de chimie et de génie chimique de l'université Chalmers.
Dans le laboratoire de recyclage des batteries de Chalmers, Léa Rouquette et Martina Petranikova, responsable de la recherche, montrent comment fonctionne la nouvelle méthode. Le laboratoire dispose de cellules de batteries de voiture usagées et, dans la hotte, de leur contenu pulvérisé. Celui-ci se présente sous la forme d'une poudre noire finement broyée, dissoute dans un liquide transparent, l'acide oxalique. Rouquette produit à la fois la poudre et le liquide dans un mélangeur de cuisine. Bien que cela semble aussi facile que de préparer du café, la procédure exacte est une percée scientifique unique et récemment publiée. En affinant la température, la concentration et la durée, les chercheurs ont mis au point une nouvelle recette remarquable pour utiliser l'acide oxalique, un ingrédient écologique que l'on trouve dans des plantes telles que la rhubarbe et les épinards.
"Nous avons besoin d'alternatives aux produits chimiques inorganiques. L'un des principaux goulets d'étranglement dans les processus actuels est l'élimination des matériaux résiduels tels que l'aluminium. Cette méthode innovante peut offrir de nouvelles alternatives à l'industrie du recyclage et contribuer à résoudre les problèmes qui entravent le développement", explique Martina Petranikova, professeur associé au département de chimie et de génie chimique de l'université Chalmers.
Inverser l'ordre et éviter les pertes
La méthode de recyclage en milieu aqueux s'appelle l'hydrométallurgie. Dans l'hydrométallurgie traditionnelle, tous les métaux d'une cellule de batterie de VE sont dissous dans un acide inorganique. Les "impuretés" telles que l'aluminium et le cuivre sont ensuite éliminées. Enfin, il est possible de récupérer séparément les métaux précieux tels que le cobalt, le nickel, le manganèse et le lithium. Même si la quantité d'aluminium et de cuivre résiduels est faible, plusieurs étapes de purification sont nécessaires et chaque étape de ce processus peut entraîner une perte de lithium. Avec la nouvelle méthode, les chercheurs inversent l'ordre et récupèrent d'abord le lithium et l'aluminium. Ils peuvent ainsi réduire le gaspillage de métaux précieux nécessaires à la fabrication de nouvelles batteries.
La dernière partie du processus, au cours de laquelle le mélange noir est filtré, rappelle également la préparation du café. Alors que l'aluminium et le lithium se retrouvent dans le liquide, les autres métaux restent dans les "solides". L'étape suivante du processus consiste à séparer l'aluminium et le lithium.
"Comme les métaux ont des propriétés très différentes, nous pensons qu'il ne sera pas difficile de les séparer. Notre méthode est une nouvelle voie prometteuse pour le recyclage des batteries, une voie qui mérite certainement d'être explorée plus avant", déclare M. Rouquette.
"Comme la méthode peut être mise à l'échelle, nous espérons qu'elle pourra être utilisée dans l'industrie dans les années à venir", ajoute Mme Petranikova.
Le groupe de recherche de Mme Petranikova a passé de nombreuses années à mener des recherches de pointe sur le recyclage des métaux présents dans les batteries lithium-ion. Le groupe participe à diverses collaborations avec des entreprises pour développer le recyclage des batteries de voitures électriques et est partenaire de grands projets de recherche et de développement, tels que le projet Nybat de Volvo Cars et Northvolt.
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 Anglais peut être trouvé ici.
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