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Batterie: il collo di bottiglia

L'industria dei veicoli elettrici, su cui il mondo sembra voler scommettere, deve capire e affrontare il problema delle batterie. Progettazione e montaggio standardizzati agevoleranno l'indispensabile riciclo.

La mobilità elettrica è la chiave con cui, secondo noi a torto (vedi Schwarzenegger e la mobilità tonta ), l'industria vuole risolvere la crisi climatica. Ma, man mano che i veicoli elettrici diventano più popolari, sta venendo alla luce un'altra sfida: quella delle batterie a fine vita.

Se ne occupa in questi giorni la rivista Nature, in un rapporto. Senza un rigoroso riciclaggio di quasi tutte le batterie prodotte, il problema delle risorse e dei rifiuti potrebbe diventare ingestibile. Il problema è che la procedura di riciclo di materiali utili dalle batterie agli ioni di litio da veicoli elettrici è laboriosa e rischiosa. Fortunatamente, c'è ancora speranza, secondo gli autori dell'articolo: i cambiamenti tecnologici (come la progettazione di batterie orientata al riciclo e l'utilizzo di robot per automatizzare lo smontaggio) potrebbero rimodellare il riciclo delle batterie. Questi miglioramenti potrebbero rendere i veicoli elettrici ancora più ecologici, visto che utilizzeranno materiali riciclati.

Più di 1 milione di veicoli elettrici sono stati venduti in tutto il mondo nel 2017. Gli autori dello studio stimano che queste auto da sole alla fine genereranno 250.000 tonnellate di rifiuti da batterie. Se finissero in discarica, comporterebbero il rischio di "fuoriuscita termica", che è fondamentalmente una reazione chimica nella batteria che può causarne il riscaldamento, potenzialmente fino al punto di bruciarsi o esplodere. È il motivo per cui non è possibile portare batterie agli ioni di litio nel bagaglio quando si viaggia in aereo.

Ma l'esplosione in discarica non è l'unica ragione per evitare di scaricare le vecchie batterie. La presumibile, anche se non auspicabile, diffusione delle auto elettriche comporterà l'esplosione della domanda dei materiali di cui sono composte le batterie.

Queste batterie saranno inutilizzabili per i veicoli quando avranno ancora a disposizione l'80% della potenza che aveva quando erano nuove di zecca. Cosa fare con queste batterie? Quest'anno, la Toyota ha lanciato un'iniziativa per usare le vecchie batterie dei veicoli elettrici per i pannelli solari dei negozi 7-Eleven in Giappone. Un'idea che da tempo caldeggiamo su queste pagine (vedi La seconda vita delle batterie).

"Se lo rendi redditizio, la gente lo farà. In questo momento, non esiste alcun sistema, non ci sono infrastrutture per il riciclaggio delle batterie dei veicoli elettrici, e quindi non è redditizia una simile attività," afferma Linda Gaines, co-autrice del documento, analista di sistemi presso l'Argonne National Laboratory, un centro di ricerca gestito dall'Università di Chicago e dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.

Gaines e i suoi coautori vedono un'opportunità emergente per soddisfare la domanda di nuove batterie per auto utilizzando materiali riciclati. Le batterie al litio per veicoli elettrici sono realizzate con cobalto, un minerale estratto principalmente in Congo (vedi I veri costi del cobalto).

La crescente domanda di cobalto nella regione ha portato ad accuse di lavoro minorile e altre conseguenze sociali e ambientali derivanti dall'estrazione mineraria. Quindi, per l'autore principale dello studio Gavin Harper, ricercatore dell'Università di Birmingham, in alcuni casi ha più senso riciclare le batterie e riutilizzare quei materiali preziosi in una nuova produzione piuttosto che riutilizzare le batterie. "È meglio togliere quel cobalto dalle batterie e dal mercato," sostiene Harper.

Per essere in grado di riciclare le batterie nella misura richiesta dal crescente mercato dei veicoli elettrici, l'industria dovrà risolvere alcune sfide chiave. Prima di tutto, le batterie di oggi non sono progettate per un facile smontaggio. Non sono prodotte in modo standard, il che rende difficile automatizzare la loro separazione. Gran parte del lavoro deve essere svolto a mano da persone sufficientemente qualificate da evitare infortuni nel processo. Come sappiamo, queste macchine di Satana possono esplodere. E, quando lo fanno, possono anche emettere gas nocivi. In più, i sigillanti e adesivi utilizzati nelle batterie sono estremamente forti, rendendo più difficile il lavoro dei riciclatori.

Lo smontaggio automatizzato, spiega il documento, potrebbe risolvere i rischi per l'uomo e rendere il processo abbastanza veloce da gestire il futuro afflusso di batterie. Ma i robot avranno bisogno di batterie più standardizzate per offrire il loro pieno potenziale. Tali modifiche al design potrebbero anche essere una vittoria per i produttori che cercano materie prime più economiche. Un disassemblaggio più semplice potrebbe portare all'estrazione dalle batterie di materiali più puri e, di conseguenza, più preziosi, meglio vendibili e utilizzabili per la produzione di nuove batterie.

"L'idea del design per il riciclo è qualcosa che i produttori di batterie dovrebbero avere in testa", afferma Gaines. "Questo tipo di pensiero deve diventare un imperativo nella produzione di tutti gli oggetti industriali, non delle sole batterie."

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