Sostenibilità

Il futuro sostenibile delle batterie. Intervista con Alessandra Zanoletti

di Redazione

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Alessandra Zanoletti è un ingegnere ambientale e ricercatrice presso il Laboratorio di Chimica per le Tecnologie – Dipartimento Ingegneria Meccanica e Industriale dell’Università degli Studi di Brescia. La sua attività si basa sul riutilizzo di scarti industriali: nello specifico, i suoi studi si sono focalizzati sulla sintesi e caratterizzazione di materiali porosi innovativi per l’intrappolamento di particolato atmosferico (PM) e sulla ricerca di nuovi metodi per la stabilizzazione delle ceneri leggere provenienti dal termovalorizzatore. Attualmente, Zanoletti è focalizzata sul progetto di ricerca Amelie, sostenuto dal MICS – Made in Italy Circolare e Sostenibile, un Partenariato Esteso tra Università, Centri di Ricerca e Imprese finanziato dal Ministero dell’Università e della Ricerca grazie ai fondi messi a disposizione dall’Unione Europea nell’ambito del programma NextGenerationEU. Parte dello Spoke 5, ovvero dell’area tematica inerente “Fabbriche e processi a ciclo chiuso, sostenibili e inclusivi”, il progetto Amelie ruota intorno al potenziamento del recupero dei metalli strategici dalle batterie agli ioni di litio esaurite attraverso microonde.

In questa intervista con S-citizenship, Alessandra Zanoletti ha svelato i dettagli del progetto Amelie e ha discusso delle sue implicazioni per il futuro.

Com’è nato il progetto Amelie e in che modo si inserisce nello Spoke 5?
«Il progetto Amelie nasce per rispondere alla crescente domanda di materie prime per la produzione di batterie e garantire una seconda vita ai rifiuti corrispondenti la cui gestione è impegnativa sia dal punto di vista economico che ambientale. Si stima che entro il 2050 la richiesta di litio, cobalto e grafite (elementi chiave per la produzione di batterie agli ioni di litio) aumenterà rispettivamente del 506%, 460% e 417%. Considerando che questi elementi sono inseriti nella lista delle materie prime a rischio esaurimento e che si prevede nei prossimi anni un volume di batterie a fine vita molto importante, risulta fondamentale riciclare. Il progetto si inserisce, quindi, perfettamente nello Spoke 5 in quanto contribuirà al supporto di un’industria sostenibile delle batterie, priva di scarti, priva di inquinamento ed energeticamente neutrale».

Recuperare i metalli strategici (nichel, cobalto, manganese, litio) da batterie di ioni di litio esauste: potrebbe spiegare in modo più dettagliato il metodo di azione tramite le microonde?
«Le batterie esauste vengono pre-trattate in appositi impianti di riciclaggio (con differenti processi quali scarica, frantumazione, setacciatura, separazione magnetica). Nei nostri laboratori trattiamo la black mass, una polvere derivante dal catodo e anodo della batteria, molto preziosa perché ricca di grafite e metalli strategici (nichel, cobalto, manganese e litio) La black mass viene sottoposta a trattamento termico in microonde all’interno di una camera, caratterizzata da un materiale isolante e da un suscettore, che permetta di rendere il trattamento termico più omogeneo ed evitare perdite di calore. Questo trattamento termico a microonde consente dunque di sviluppare reazioni carbotermiche in tempi molto più rapidi (circa 10 min) rispetto ai trattamenti termici convenzionali (come i pirometallurgici). A seguito del trattamento la black mass viene sottoposta in primo luogo a lisciviazione in acqua per estrarre il litio e successivamente a lisciviazione con acidi organici (come acido malico) per estrarre cobalto, manganese e litio».

Quali sono le principali sfide tecnologiche che avete dovuto affrontare? E a che punto siete ora?
«La principale sfida è la quantità di black mass da sottoporre al trattamento termico a microonde. Abbiamo iniziato con una piccola quantità circa 0.5 g di polvere ora siamo in grado di trattare circa 5 g di materiale. Bisogna porre attenzione in quanto la black mass contiene grafite e sottoposta a microonde si riscalda molto velocemente producendo elevate temperature». 

Il recupero dei metalli strategici in che modo impatterà nella quotidianità delle fabbriche e nella filiera di produzione?
«Lo sviluppo del progetto contribuirà a sostenere un’industria manifatturiera sostenibile delle batterie, riducendo la dipendenza dalle risorse minerarie e favorendo l’uso di materiali riciclati ottenuti nel pieno rispetto dei diritti umani. Questo, a sua volta, potrebbe tradursi in processi di produzione più efficienti dal punto di vista energetico e in una diminuzione dell’impatto ambientale complessivo delle attività industriali».

Da qui a 5 anni che vantaggi porterà questo progetto?
«I vantaggi della nostra tecnologia sono sia a livello ambientale, riducendo le emissioni generate durante l’estrazione delle materie prime, sia economico che sociale. Infatti, prevediamo che la nostra tecnologia consenta lo sviluppo di un mercato green con conseguenti nuove opportunità di lavoro, riduca i costi di smaltimento delle batterie e contribuisca a risolvere il problema dell’approvvigionamento dei metalli in quanto l’Europa è fortemente dipendente da mercati internazionali».

Più in generale, in che modo l’ingegneria ambientale può avere un impatto sociale positivo?
«L’ingegneria ambientale svolge un ruolo cruciale nel promuovere un impatto sociale positivo, affrontando sfide ambientali e migliorando la qualità della vita delle comunità».

Alessandra Zanoletti è un ingegnere ambientale e ricercatrice presso l’Università di Brescia. I suoi interessi di ricerca sono focalizzati sul recupero e la valorizzazione di scarti industriali. Durante il suo dottorato di ricerca ha lavorato alla sintesi e caratterizzazione di materiali porosi sostenibili per la cattura di particolato atmosferico. Attualmente lavora al recupero di metalli strategici da batterie agli ioni di litio esauste. La sua ricerca contribuisce all’ingegneria ambientale, proponendo soluzioni per l’inquinamento atmosferico e la gestione sostenibile dei rifiuti industriali.


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Aggiornato il 02/15/2024

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