Procédé révolutionnaire par micro-ondes améliore la récupération du lithium des batteries usagées

ParisDes chercheurs de l'Université Rice, sous la direction de Pulickel Ajayan, ont découvert une nouvelle méthode plus efficace pour récupérer le lithium des batteries lithium-ion usagées. Leur technique est plus rapide, plus propre et plus écologique que les techniques actuelles. Ils ont utilisé des micro-ondes et un liquide biodégradable pour récupérer jusqu'à 50 % du lithium en seulement 30 secondes.

Le lithium est essentiel pour la fabrication des batteries utilisées dans les smartphones, les ordinateurs portables et les voitures électriques. L’augmentation du nombre de véhicules électriques et les initiatives pour réduire les émissions ont stimulé la demande de lithium. En 2023, le marché mondial des batteries au lithium-ion dépassait les 65 milliards de dollars et devrait croître de plus de 23 % au cours des huit prochaines années. Cette croissance met à rude épreuve les chaînes d'approvisionnement en lithium, rendant cruciales des méthodes de recyclage efficaces.

Les méthodes traditionnelles de recyclage sont inefficaces et nuisibles pour l'environnement. Elles utilisent des acides puissants et une grande quantité d'énergie, mais ne récupèrent que moins de 5% du lithium. Les solutions écologiques novatrices, comme les solvants eutectiques profonds (DES), présentent également des défis en termes d'efficacité et de coût.

Des chercheurs de l'Université Rice ont développé une nouvelle méthode en utilisant le chlorure de choline et l'éthylène glycol comme solvant eutectique profond (DES). Voici quelques découvertes importantes de leur étude :

• La radiation micro-ondes accélère le processus de récupération.
• Elle permet une récupération sélective du lithium en seulement 30 secondes.
• Le chauffage conventionnel par bain d'huile prend 12 heures pour obtenir le même taux de récupération.
• La méthode par micro-ondes atteint une récupération de 87% du lithium en 15 minutes.
• La stabilité du solvant est meilleure avec les micro-ondes grâce à des cycles de chauffage plus courts.

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Sohini Bhattacharyya, chercheuse postdoctorale et l'une des principales autrices, a souligné l'importance de recycler les batteries lithium-ion (BLI) pour récupérer des métaux clés tels que le lithium, le cobalt et le nickel. Les méthodes de recyclage actuelles récupèrent généralement le lithium en dernier, ce qui entraîne des contaminations et des pertes. La nouvelle méthode utilisant des micro-ondes privilégie la récupération du lithium en premier, rendant le processus plus efficace et efficient.

Salma Alhashim, l'une des principales auteurs, a expliqué que le chlorure de choline dans la solution DES absorbe les micro-ondes et privilégie le lithium par rapport à d'autres métaux comme le cobalt et le nickel. Cette méthode est près de 100 fois plus rapide que les méthodes traditionnelles et empêche également le DES de se décomposer, un problème courant avec les chauffages prolongés tels que les bains d'huile.

Cette nouvelle méthode pourrait révolutionner le recyclage des batteries lithium-ion en le rendant moins coûteux et plus écologique. Elle permet de récupérer davantage de matériaux tout en limitant l'impact sur l'environnement. Les chercheurs estiment que l'application à grande échelle de ce recyclage basé sur DES pourrait profondément transformer l'industrie.

Cette avancée montre que la récupération du lithium des batteries usagées pourrait être plus rapide, propre et efficace à l'avenir. Elle répond à la demande croissante de lithium et traite les problèmes environnementaux des méthodes de recyclage actuelles. L'étude, publiée dans Advanced Functional Materials, est une étape majeure vers des technologies durables.