Percée technologique dans le recyclage des batteries lithium-ion

Une étude récente publiée le 29 juillet dans la revueMatériaux fonctionnels avancésCet article décrit une méthode rapide, efficace et respectueuse de l'environnement pour la récupération sélective du lithium grâce à l'utilisation de micro-ondes et d'un solvant facilement biodégradable. Des chercheurs de l'Université Rice, aux États-Unis, ont mis au point ce procédé innovant qui permet de récupérer jusqu'à 50 % du lithium contenu dans les cathodes usagées des batteries lithium-ion (LIB) en seulement 30 secondes, comblant ainsi un obstacle majeur dans le recyclage de ces batteries.

Actuellement, la demande de lithium, un métal blanc argenté, explose et dépasse largement l'offre.

Les méthodes traditionnelles de récupération du lithium contenu dans les batteries usagées sont néfastes pour l'environnement et très peu efficaces. Les principaux problèmes résident dans la contamination et les pertes de lithium lors du processus de récupération, ainsi que dans une forte consommation d'énergie. Le lithium étant généralement extrait après d'autres métaux, les chercheurs ont développé des méthodes spécifiquement conçues pour sa récupération.

Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé un mélange de chlorure de choline et d'éthylène glycol comme solvant eutectique profond (DES). Ils avaient précédemment découvert que, lors du processus de lixiviation avec un DES, les ions lithium sont entourés d'ions chlorure provenant du chlorure de choline et sont lixiviés dans la solution.

Pour extraire d'autres métaux comme le cobalt ou le nickel, il faut utiliser à la fois du chlorure de choline et de l'éthylène glycol. Parmi ces substances, seul le chlorure de choline absorbe efficacement les micro-ondes. Les chercheurs ont immergé des déchets de batteries dans ce solvant et ont appliqué un rayonnement micro-ondes, ce qui a permis d'extraire sélectivement le lithium des autres métaux.

L'utilisation du rayonnement micro-ondes dans ce procédé est comparable au chauffage rapide des aliments dans un four à micro-ondes de cuisine. L'énergie est directement transférée aux molécules, ce qui rend la réaction beaucoup plus rapide que les méthodes de chauffage traditionnelles.

Les chercheurs ont constaté qu'avec le procédé micro-ondes, la lixiviation de 87 % du lithium prenait 15 minutes, tandis qu'un taux de récupération équivalent nécessitait 12 heures avec le chauffage au bain d'huile. Cette méthode novatrice améliore considérablement la viabilité économique et l'impact environnemental du recyclage des batteries lithium-ion, offrant ainsi une solution durable à un problème mondial croissant.

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