Percée dans la technologie de recyclage des batteries lithium-ion

Une étude récente publiée le 29 juillet dans la revueMatériaux fonctionnels avancésdécrit une méthode rapide, efficace et écologique de récupération sélective du lithium, utilisant le rayonnement micro-ondes et un solvant facilement biodégradable. Des chercheurs de l'Université Rice, aux États-Unis, ont mis au point ce procédé innovant, capable de récupérer jusqu'à 50 % du lithium des cathodes de batteries lithium-ion (LIB) usagées en seulement 30 secondes, ce qui permet de remédier à un important goulot d'étranglement dans la technologie de recyclage des LIB.

Actuellement, la demande en lithium, un métal blanc argenté, monte en flèche, dépassant l’offre.

Les méthodes traditionnelles de récupération du lithium des batteries usagées sont nocives pour l'environnement et très inefficaces. Les principaux défis incluent la contamination et la perte de lithium lors du processus de récupération, ainsi qu'une consommation énergétique élevée. Le lithium étant généralement extrait après les autres métaux, les chercheurs ont recherché des méthodes ciblant spécifiquement 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 le DES, les ions lithium sont entourés d'ions chlorure provenant du chlorure de choline et lixiviés dans la solution.

Pour lixivier d'autres métaux comme le cobalt ou le nickel, le chlorure de choline et l'éthylène glycol sont tous deux nécessaires. Parmi ces substances, seul le chlorure de choline absorbe efficacement les micro-ondes. Les chercheurs ont immergé des déchets de batteries dans le solvant et appliqué un rayonnement micro-ondes, permettant ainsi la lixiviation sélective du lithium des autres métaux.

L'utilisation du rayonnement micro-ondes dans ce procédé est comparable au chauffage rapide d'aliments dans un four à micro-ondes. 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 par micro-ondes, la lixiviation de 87 % du lithium prenait 15 minutes, tandis qu'il fallait 12 heures pour obtenir le même taux de récupération avec un chauffage par bain d'huile. Cette méthode révolutionnaire améliore considérablement la viabilité économique et l'impact environnemental du recyclage des batteries lithium-ion, offrant une solution durable à un problème mondial croissant.

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