Une méthode récemment développée permet de récupérer 100 % de l’aluminium et 98 % du lithium des batteries usagées des voitures électriques.
Créée par une équipe de chercheurs de l’Université de technologie Chalmers en Suède, la technique minimise également la perte de nickel, de cobalt et de manganèse et ne nécessite pas l’utilisation de produits chimiques coûteux ou nocifs, mais repose plutôt sur l’acide oxalique, un composé organique qui peut être trouvé dans des plantes comme la rhubarbe et les épinards.
Dans un article publié dans la revue Technologie de séparation et de purification, les chercheurs expliquent que la nouvelle méthode commence par pulvériser le contenu des cellules lithium-ion usagées dans une sorbonne. Le résultat est une poudre noire finement broyée dissoute dans un liquide transparent – l’acide oxalique. Ces deux éléments sont produits dans quelque chose qui rappelle un mélangeur de cuisine.
En ajustant la température, la concentration et la durée, les chercheurs ont mis au point une nouvelle recette remarquable pour utiliser l’acide oxalique.
« Nous avons besoin d’alternatives aux produits chimiques inorganiques. L’un des plus gros goulots d’étranglement dans les processus actuels est l’élimination des matières résiduelles comme l’aluminium. Il s’agit d’une méthode innovante qui peut offrir de nouvelles alternatives à l’industrie du recyclage et aider à résoudre les problèmes qui entravent le développement », a déclaré la chercheuse en chef Martina Petranikova dans un communiqué aux médias.
Cette méthode de recyclage à base aqueuse est appelée hydrométallurgie. Dans l’hydrométallurgie traditionnelle, tous les métaux contenus dans une cellule de batterie EV sont dissous dans un acide inorganique. Ensuite, les « impuretés » comme l’aluminium et le cuivre sont éliminées. Enfin, les métaux précieux comme le cobalt, le nickel, le manganèse et le lithium peuvent être récupérés séparément. Même si la quantité d’aluminium et de cuivre résiduels est faible, elle nécessite plusieurs étapes de purification et chaque étape peut entraîner une perte de lithium.
Avec cette nouvelle méthode, les chercheurs inversent l’ordre et récupèrent en premier le lithium et l’aluminium. Ainsi, ils peuvent 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 la préparation du café. Alors que l’aluminium et le lithium finissent dans le liquide, les autres métaux restent dans les « solides ». La phase suivante consiste à séparer l’aluminium et le lithium.
« Comme les métaux ont des propriétés très différentes, nous ne pensons pas qu’il sera difficile de les séparer. Notre méthode constitue une nouvelle voie prometteuse pour le recyclage des batteries – une voie qui mérite certainement une exploration plus approfondie », a déclaré Léa Rouquette, auteure principale de l’article.
« Comme la méthode peut être étendue, nous espérons qu’elle pourra être utilisée dans l’industrie dans les années à venir », a ajouté Petranikova.
Le groupe de recherche de Petranikova a passé de nombreuses années à mener des recherches sur le recyclage des métaux présents dans les batteries lithium-ion. Le groupe participe à diverses collaborations avec des entreprises et est partenaire du projet Nybat de Volvo Cars et Northvolt.
