Ottenere il piombo dal riciclaggio delle batterie al litio

Quando arriva quella fatidica mattina in cui la tua auto non si anima più con un rapido giro di chiave, ma piuttosto geme di disappunto per il triste stato dell'impianto elettrico, la strada da seguire è chiara: hai bisogno di una nuova batteria. Sia che tu lo faccia da solo o, per dirla tutta, affidi il lavoro a qualcun altro, il risultato finale è lo stesso. Ottieni una nuova batteria al piombo-acido e quella vecchia viene portata via per essere macinata e trasformata in una nuova batteria in un sistema a circuito chiuso quasi perfetto.

Confronta questo con ciò che accade alla batteria del tuo laptop quando finalmente si arrende. Alcuni di noi apriranno il pacchetto, troveranno la probabile cella danneggiata e ripareranno il pacchetto o riutilizzeranno le celle buone. Ma la maggior parte delle batterie al litio scariche vengono gettate nella spazzatura normale o collocate nei contenitori blu per il riciclaggio con le migliori intenzioni, ma generalmente finiscono comunque nella discarica.

Perché la differenza tra batterie al piombo e al litio? Cosa spiega queste due tecnologie apparentemente simili perché una batteria può avere il 98% del suo materiale riciclato, mentre l’altra è più economica da buttare? E quali saranno le implicazioni in futuro, quando le batterie dei veicoli elettrici inizieranno a entrare alla rinfusa nel flusso dei rifiuti?

Comprendere la disparità tra il riciclaggio delle batterie al piombo e quelle agli ioni di litio si riduce a due fattori principali: tempo e chimica. Dal punto di vista temporale, considera che la grossa batteria sotto il cofano è una tecnologia piuttosto vecchia. Le batterie al piombo sono in circolazione da tanto tempo quanto le automobili, e anche di più. In quanto tali, hanno oltre un secolo di vantaggio sui loro cugini basati sul litio in termini di infrastrutture. Usiamo queste cose da sempre e abbiamo davvero messo a punto la gestione del loro ciclo di vita. Dalla culla alla tomba e di nuovo alla culla, le batterie al piombo beneficiano di un sistema di produzione e distribuzione ampio e altamente integrato, che l’industria degli ioni di litio non ha ancora avuto il tempo di sviluppare. L’infrastruttura al piombo arriva al punto di utilizzare spesso esattamente gli stessi camion che consegnano le batterie ai rivenditori per il viaggio di ritorno al riciclatore.

Anche il tempo gioca un ruolo importante attraverso il rapido ricambio delle batterie per autoveicoli. La batteria media di un’auto dura circa quattro anni, più o meno, e poiché la vita media di un’auto è attualmente di circa undici anni, ogni auto probabilmente vedrà tre o più batterie nel corso della sua vita utile. Per i veicoli elettrici e ibridi, il pacco batteria è progettato per durare più o meno l'intera vita utile del veicolo, quindi, salvo incidenti che rendano inutilizzabile il veicolo avvolto attorno ad essi, i pacchi agli ioni di litio non entreranno quasi mai nel flusso di riciclaggio. con la stessa frequenza con cui lo fanno le batterie al piombo. Ciò è in qualche modo annullato dal numero di pacchi batteria agli ioni di litio provenienti da prodotti di consumo come laptop e utensili elettrici; queste entrano nel flusso dei rifiuti molto più velocemente delle batterie agli ioni di litio dei veicoli elettrici e ibridi. Ma questi numeri rappresentano un errore di arrotondamento nell’equazione rispetto al numero di batterie al piombo riciclate ogni giorno.

Per quanto riguarda la chimica, più semplice è il mix di materiali di un oggetto, più facile sarà riciclarlo. Le lattine di alluminio, che sono costituite solo da alluminio e vernice, sono incredibilmente facili da recuperare con l'aggiunta di un po' di calore. Le batterie al piombo non sono così semplici, ma si avvicinano: solo piombo, ossido di piombo e acido solforico in una custodia di plastica. Ogni materiale della batteria ha un percorso semplice dal vecchio al nuovo: le piastre di piombo si sciolgono facilmente a basse temperature e possono essere facilmente purificate, idem per il PVC che tipicamente costituisce l'involucro della batteria, e l'elettrolita in acido solforico può essere diluito e smaltiti come acque reflue, oppure i solfati possono essere recuperati per produrre nuovi elettroliti o utilizzati nella produzione di altri articoli di consumo, come i saponi.

Le batterie al litio, d'altra parte, hanno caratteristiche chimiche molto più complicate e un mix di materiali che non funzionano e non interagiscono bene insieme in un processo di riciclaggio industriale. Una batteria agli ioni di litio non è solo litio ma contiene anche composti di cobalto, manganese, fosfato di ferro o nichel, per non parlare di alluminio, rame e grafite. Non solo la miscela dei metalli è più complicata, ma la loro forma fisica sotto forma di polveri rivestite su un foglio di metallo rende il recupero di ciascun componente molto più complicato del semplice gettarlo in una fornace.