Une équipe de chercheurs de l’Université Rice a développé une nouvelle méthode qui permet de récupérer jusqu’à 50 % du lithium des cathodes de batteries lithium-ion (LIB) usagées en seulement 30 secondes.
L’approche innovante utilise le rayonnement micro-ondes et un solvant biodégradable, offrant une méthode plus efficace et plus respectueuse de l’environnement pour la récupération sélective du lithium, selon l’étude.
Les techniques de recyclage actuelles reposent souvent sur des acides agressifs, tandis que les alternatives écologiques comme les solvants eutectiques profonds (DES) ont du mal à être efficaces et à être économiquement viables, récupérant généralement moins de 5 % du lithium en raison de la contamination et des processus à forte intensité énergétique.
« Le taux de récupération est faible car le lithium est généralement précipité en dernier après les autres métaux », explique Salma Alhashim, auteur principal et ancienne élève au doctorat de Rice.
« Notre objectif était de cibler spécifiquement le lithium en utilisant un mélange DES de chlorure de choline et d’éthylène glycol, qui entoure le lithium avec des ions chlorure et le libère dans la solution », a-t-elle déclaré.
L'équipe a découvert que le chlorure de choline, un composant du DES, absorbe efficacement les « micro-ondes ». En immergeant les déchets de batterie dans le solvant et en appliquant un rayonnement micro-ondes, ils ont pu extraire sélectivement le lithium par rapport à d'autres métaux.
« Ce processus est similaire à la façon dont un micro-ondes de cuisine réchauffe rapidement les aliments », a déclaré Sohini Bhattacharyya, l’un des deux principaux auteurs de l’étude.
« L’énergie est transférée directement aux molécules, accélérant la réaction bien au-delà des méthodes de chauffage conventionnelles. »
Comparé au chauffage par bain d’huile, qui nécessite 12 heures pour récupérer 87 % du lithium, le procédé par micro-ondes permet d’obtenir la même récupération en seulement 15 minutes.
Évalué à plus de 65 milliards de dollars en 2023, le marché mondial des batteries lithium-ion devrait croître de plus de 23 % au cours des huit prochaines années.
