È ora di considerare le batterie come delle piccole miniere portatili. E dalle miniere, si sa, si ricavano minerali e materie prime molto preziose. Sempre di più. Le comuni batterie agli ioni di litio, quelle che un tempo si definivano ricaricabili, ormai sono il nostro pane quotidiano, e probabilmente per molti di noi sono l’ultimo gesto della giornata: ricaricare la batteria del nostro smartphone. Dentro a queste batterie, troviamo il litio, che è l’elemento chiave per il trasporto degli ioni durante la carica/scarica della batteria, il cobalto che migliora stabilità e durata, nickel che aumenta la densità energetica, e ancora il manganese, la grafite, il rame e l’alluminio. Una lista lunga, ed ogni batteria giunta a fine vita che buttiamo via, e che non viene riciclata e riutilizzata perde e disperde nell’ambiente sostanze preziose.
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Da qui si capisce, quanto sia altrettanto prezioso il progetto di ricerca denominato Caramel, dell’Università di Brescia, che promette di poter recuperare il 90% del litio di ogni batteria, senza usare acidi inorganici e riducendo i consumi energetici del 50%, attraverso lo sviluppo di un innovativo forno a livello industriale. O meglio di un forno a microonde. D’altronde la sfida è di grandi proporzioni, come sottolinea la stessa Commissione Europea che con il Critical Raw Act ha stabilito l’obiettivo di raggiungere nei prossimi anni una serie di percentuali di recupero e una capacità di riciclo di almeno il 25% del fabbisogno continentale europeo.
Nel caso del litio dai rifiuti di batterie, la Commissione chiede ai paesi membri di arrivare al 50% entro il 2027, per salire fino all’80% entro il 2031. E ci sono anche altri target importanti che interessano, ad esempio le batterie portatili (i power bank), le batterie dei mezzi di trasporto leggeri, così come il recupero del cobalto, del rame, del piombo e del nichel pari al 90% entro la fine del 2027 e del 95% entro la fine del 2031.
Ma torniamo a Caramel – acronimo di New Carbothermic Approaches to Recovery Critical Metals from Spent Lithium-Ion Batteries – finanziato dal Ministero dell’Università e della Ricerca con il bando FISA con un importo di oltre un milione di euro, sotto la guida di Elza Bontempi, docente ordinario di Fondamenti Chimici delle Tecnologie, che con questo progetto universitario intende contribuire in modo significativo alla creazione di una filiera industriale italiana per il riciclo delle batterie agli ioni di litio. Secondo lo studio iniziato nel 2022, il cui metodo è già oggetto di brevetto, il processo di estrazione avviene attraverso la “cottura” all’interno di un forno a microonde che elimina completamente l’uso di acidi inorganici commerciali, limitando le sostanze inquinanti.
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Il procedimento scoperto sfrutta la radiazione a microonde del forno per riscaldare il materiale, grazie alla presenza di grafite presente nella batteria che assorbe l’energia e genera calore per effetto della polarizzazione dei suoi atomi di carbonio. I vantaggi rispetto ad altri metodi, risiedono principalmente nella velocità del trattamento, che dura appena pochi minuti, che si verifica ad una potenza di radiazione inferiore ai 1000 W, riducendo il consumo energetico di oltre 100 volte rispetto ai trattamenti termici convenzionali e senza additivi chimici aggiuntivi.
Questo processo, così efficiente che potrebbe addirittura competere con l’estrazione dei metalli dai minerali naturali, contribuirebbe a ridurre la dipendenza dalle miniere e a promuovere il riciclo delle batterie esauste. Entro i prossimi tre anni, l’obiettivo è arrivare ad un impianto prototipale su scala industriale che certifichi la maturità tecnologica e consenta di raggiungere il livello 6 della scala TRL, che valuta il livello raggiunto in ambito industriale, per dare avvio ad un iter di scala. Ed i risultati fino ad ora sembrano essere molto avanzati e “dimostrano che è possibile coniugare innovazione tecnologica e sostenibilità ambientale, e allo stesso tempo contribuire alla creazione di un mercato nazionale per il riciclo delle batterie, attualmente carente in Italia”, spiega Elza Bontempi, responsabile di Caramel. Tra l’altro il progetto dell’Università di Brescia ha ottenuto l’Intellectual Property Award, che ha consentito all’ateneo lombardo di partecipare all’Esposizione Universale di Osaka 2025, in Giappone, all’interno di una giornata dedicata alla valorizzazione dell’eccellenza della ricerca italiana.
Inoltre, una volta implementato su scala industriale permetterebbe all’Italia, estremamente povera di queste risorse, di essere meno dipendente dalle forniture dall’estero; come stiamo vedendo in queste settimane, le miniere in Ucraina sono proprio il motivo del contendere con gli Stati Uniti per avviare il percorso di pace, perché cedere materie prime così preziose e rare, significa cedere una parte importante di ricchezza di un paese e di potere economico-politico. Non averne, accentua la vulnerabilità del continente europeo.
