Entro la fine dell'anno, l'azienda canadeseCiclo Liinizierà a costruire uno stabilimento da 175 milioni di dollari a Rochester, New York, sul terreno di quello che era il complesso Eastman Kodak. Una volta completato, sarà il più grande impianto di riciclaggio di batterie agli ioni di litio del Nord America.
L’impianto avrà una capacità finale di 25 kilotoni di materiale in ingresso, recuperando il 95% o più di cobalto, nichel, litio e altri elementi preziosi attraverso il processo aziendale a zero acque reflue e zero emissioni. "Saremo una delle maggiori fonti nazionali di nichel e litio, nonché l'unica fonte di cobalto negli Stati Uniti", affermaAjay Kochhar, cofondatore e amministratore delegato di Li-Cycle.
Fondata alla fine del 2016, l’azienda fa parte di un settore in forte espansione focalizzato sulla prevenzione dell’ingresso nelle discariche di decine di migliaia di tonnellate di batterie agli ioni di litio. Delle 180.000 tonnellate di batterie agli ioni di litio disponibili per il riciclo in tutto il mondo nel 2019, solo poco più della metà è stata riciclata. Con l’aumento della produzione di batterie agli ioni di litio, aumenta anche l’interesse per il riciclaggio.
Secondo londineseStoccaggio circolare dell'energia, una società di consulenza che segue il mercato del riciclaggio delle batterie agli ioni di litio, circa un centinaio di aziende in tutto il mondo riciclano le batterie agli ioni di litio o pianificano di farlo presto. L’industria è concentrata in Cina e Corea del Sud, dove viene prodotta anche la stragrande maggioranza delle batterie, ma ci sono diverse dozzine di startup di riciclaggio in Nord America ed Europa. Oltre a Li-Cycle, l'elenco include anche la società con sede a StoccolmaNordvolt, che sta costruendo insieme alla Norvegia un impianto di riciclaggio delle batterie dei veicoli elettriciIdroe quello di J.B. Straubel, alunno di TeslaMateriali in sequoia, che ha una portata più ampia nel riciclaggio dei rifiuti elettronici. [Vedi la barra laterale, "14 progetti di riciclaggio delle batterie agli ioni di litio da tenere d'occhio".]
Queste startup mirano ad automatizzare, semplificare e ripulire quello che è stato un processo ad alta intensità di lavoro, inefficiente e sporco. Tradizionalmente, il riciclaggio delle batterie prevede la loro combustione per recuperare parte dei metalli, oppure la macinazione delle batterie e il trattamento della “massa nera” risultante con solventi.
Il riciclaggio delle batterie non deve solo essere più pulito, ma deve anche essere affidabile e redditizioJeff Spangenberger, direttore dellaCentro ReCell, una collaborazione di ricerca sul riciclaggio delle batterie supportata dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. “Riciclare le batterie è meglio che estrarre nuovi materiali e buttare via le batterie”, afferma Spangenberger. “Ma le aziende di riciclaggio hanno difficoltà a realizzare profitti. Dobbiamo renderlo economicamente vantaggioso, in modo che le persone abbiano un incentivo a riportare indietro le proprie batterie”.
Ciclo Li opererà secondo un modello "raggi e hub", in cui i raggi si occuperanno della lavorazione preliminare delle batterie vecchie e dei rottami di batterie, mentre la massa nera verrà alimentata in un hub situato in posizione centrale per la trasformazione finale in materiali adatti alle batterie. Il primo raggio d’azione dell’azienda è a Kingston, Ontario, vicino a Toronto, dove ha sede Li-Cycle; un secondo polo è appena stato aperto a Rochester, dove l’apertura del futuro hub è prevista per il 2022.
Gli ingegneri del Li-Cycle hanno migliorato ripetutamente il tradizionale riciclaggio idrometallurgico, afferma Kochhar. Ad esempio, invece di smontare il pacco batteria di un veicolo elettrico in celle e scaricarle, separano il pacco in moduli più grandi e li elaborano senza scaricarli.
Quando si tratta di chimica delle batterie, Li-Cycle è agnostico. Le tradizionali batterie al nichel-manganese-ossido di cobalto vengono riciclate con la stessa facilità di quelle a base di litio-ferro-fosfato. “Non c’è uniformità nel settore”, osserva Kochhar. “Non conosciamo l’esatta chimica delle batterie e non abbiamo bisogno di saperlo”.
Quante batterie dovranno essere riciclate? Nelle presentazioni, Kochhar fa riferimento a uno “tsunami in arrivo” di batterie agli ioni di litio esaurite. Con le vendite globali di veicoli elettrici che dovrebbero passare da 1,7 milioni nel 2020 a 26 milioni nel 2030, è facile immaginare che presto saremo inondati di batterie esaurite.
Ma le batterie agli ioni di litio hanno una vita lunga, diceIl suo Eric Melin, direttore del Circular Energy Storage. “Il 30% dei veicoli elettrici usati provenienti dal mercato statunitense si trovano ora in Russia, Ucraina e Giordania, e la batteria è arrivata come passeggero in quel viaggio”, afferma Melin. Le batterie dei veicoli elettrici possono anche essere riutilizzatedeposito stazionario. "C'è ancora molto valore in questi prodotti [usati]", afferma.
Melin stima che gli Stati Uniti avranno circa 80 kilotoni di batterie agli ioni di litio da riciclare nel 2030, mentre l’Europa avrà 132 kilotoni. “Ogni azienda [di riciclaggio] sta allestendo un impianto con migliaia di tonnellate di capacità, ma non è possibile riciclare più materiale di quello che si ha”, osserva.
Spangenberger di ReCell concorda sul fatto che la necessità di una maggiore capacità di riciclaggio delle batterie non sarà urgente per un po’. Ecco perché la ricerca del suo gruppo si concentra su progetti a lungo termine, compreso il riciclaggio diretto del catodo. Il riciclaggio tradizionale scompone il catodo in un sale metallico e riformare il sale in catodi è costoso. ReCell prevede di dimostrare quest’anno un metodo economicamente vantaggioso per riciclare le polveri catodiche, ma ci vorranno altri cinque anni prima che tali processi siano pronti per applicazioni in grandi volumi.
Anche se lo tsunami delle batterie non è ancora arrivato, Kochhar afferma che i produttori di elettronica di consumo e di veicoli elettrici sono interessati ai servizi di Li-Cycle adesso. "Spesso spingono i loro fornitori a lavorare con noi, il che è stato fantastico per noi e davvero interessante da vedere", afferma Kochhar.
“I ricercatori coinvolti nel riciclaggio sono molto appassionati di ciò che fanno: è una grande sfida tecnica e vogliono capirla perché è la cosa giusta da fare”, afferma Spangenberger. “Ma ci sono anche soldi da guadagnare, e questa è l’attrattiva”.
