Le batterie al litio ricaricabili allo stato solido sono una tecnologia emergente che un giorno potrebbe alimentare telefoni cellulari e computer portatili per giorni con una sola carica. Offrendo una densità energetica significativamente maggiore, sono un’alternativa più sicura alle infiammabili batterie agli ioni di litio attualmente utilizzate nell’elettronica di consumo, ma non sono rispettose dell’ambiente. Gli attuali metodi di riciclaggio si concentrano sul recupero limitato dei metalli contenuti nei catodi, mentre tutto il resto va sprecato.
Un team di ricercatori della Penn State potrebbe aver risolto questo problema. Guidato da Enrique Gomez, professore di ingegneria chimica presso il Penn State College of Engineering, il gruppo ha riconfigurato il design di queste batterie al litio allo stato solido in modo che tutti i loro componenti possano essere facilmente riciclati. I risultati sono stati pubblicati su ACS Energy Letters. “Con l’aumento della necessità di batterie ricaricabili, dobbiamo pensare alla fine del ciclo di vita di questa tecnologia”, spiega Gomez. “Speriamo che il nostro lavoro metta in luce le possibilità di riciclaggio delle batterie allo stato solido, con l’aiuto di alcuni elementi chiave di progettazione”.
Tradizionalmente, quasi tutti i componenti della batteria vanno sprecati perché si mescolano durante il processo di riciclaggio, formando una “massa nera” che rende difficile separarli. Il sistema individuato dal team ha consentito di dividere tutti gli elementi e di realizzare un composito con i metalli e gli elettrodi recuperati utilizzando la sinterizzazione a freddo. Dopo averne testato le prestazioni, hanno scoperto che la batteria ricostruita ha raggiunto tra il 92,5% e il 93,8% della sua capacità di scarica originale.
“Sebbene la commercializzazione delle batterie al litio completamente allo stato solido sia ancora in fase iniziale, il nostro lavoro fornisce importanti spunti e idee per la progettazione di versioni riciclabili di queste batterie”, dicono gli autori. “Anche se non siamo ancora arrivati a questo punto, l’obiettivo a lungo termine è quello di applicare questa innovazione a batterie più grandi che potrebbero essere utilizzate in dispositivi come telefoni cellulari e computer portatili, una volta che la tecnologia allo stato solido diventerà più diffusa”.