Le nuove batterie NiMH offrono prestazioni migliori se realizzate con vecchie batterie NiMH riciclate
Un nuovo metodo per riciclare le vecchie batterie può fornire batterie all’idruro ricaricabili (NiMH) più efficienti e più economiche, come dimostrato in un nuovo studio condotto da ricercatori dell’Università di Stoccolma.
“Il nuovo metodo consente al materiale riciclato di essere utilizzato direttamente nella produzione di nuove batterie”, afferma Dag Nor茅us, professore presso il Dipartimento di materiali e chimica ambientale dell’Università di Stoccolma che, insieme ad altri ricercatori, ha condotto lo studio pubblicato nel rivista scientifica Molecules.
Il nuovo riciclaggio consiste nel lavaggio meccanico e nella separazione del materiale degli elettrodi riutilizzabili e dei prodotti di corrosione da vecchi elettrodi usati.
“Più del 95 percento è utile e si possono risparmiare diversi passaggi nella produzione di nuove batterie che ottengono anche prestazioni migliori. Il riciclaggio sarà più semplice in quanto evita la costosa rifusione e la riduzione inclusa nel riciclaggio convenzionale delle batterie”.
Le batterie all’idruro, le cosiddette batterie NiMH, sono basate su un elettrodo di nichel e un elettrodo di idrogeno, dove l’idrogeno è immagazzinato in un idruro metallico. La batteria è uno dei quattro tipi fondamentali di batterie ricaricabili disponibili oggi sul mercato. Gli altri sono a base di litio, nichel-cadmio o piombo.
Utilizzato in veicoli ibridi e spazzolini elettrici
Le batterie NiMH sono state sviluppate negli anni ’90 e vengono utilizzate, ad esempio, nei veicoli ibridi come la Toyota Prius, ma anche negli spazzolini elettrici e nei rasoi elettrici, cioè negli apparecchi usati vicino al corpo, dove si vogliono batterie più sicure che non rischiano di esplodere come quelle del litio. NiMH è anche considerato più rispettoso dell’ambiente in quanto non contiene metalli pesanti tossici.
La ricerca era inizialmente focalizzata sulla ricerca di idruri metallici in grado di immagazzinare grandi quantità di idrogeno in forma solida. In caso di successo, il primo utilizzo è stato nelle batterie ricaricabili. L’alto contenuto di idrogeno ha raddoppiato la capacità della batteria rispetto alle batterie al nichel-cadmio.
“La novità del nostro studio è che il materiale acquisisce proprietà migliori se utilizzato in nuove batterie dopo aver superato un processo di riciclaggio semplificato. Questa non è una nuova batteria, ma un miglioramento significativo dell’utilità delle batterie all’idruro ricaricabili”.
Svolta durante la seconda guerra mondiale
Sviluppare la chimica delle batterie ricaricabili richiede molto tempo. Durante la seconda guerra mondiale arrivò la svolta per le batterie al nichel-cadmio che potevano essere utilizzate nell’elettronica portatile.
“È difficile e richiede molto tempo ottenere la chimica di una batteria ricaricabile, nonostante il fatto che si possa praticamente costruire una cella elettrochimica o una batteria di quasi tutte le reazioni chimiche. La prima batteria ricaricabile, a base di piombo, è stata introdotta a metà del 1800. Poi abbiamo dovuto aspettare fino all’inizio del 1900 per la batteria ricaricabile al nichel-cadmio. Sfortunatamente, entrambe erano basate su metalli pericolosi per l’ambiente come piombo e cadmio”.
La difficoltà di trovare sostanze chimiche funzionanti per le batterie si riflette ulteriormente nel fatto che ci volle quasi fino alla fine del 1900 prima che emergessero le batterie NiMH e al litio.
Le moderne batterie ricaricabili contengono alcuni materiali rari e materiali che hanno subito fasi di lavorazione complicate e costose per funzionare bene, spiega Dag Nor茅us. Quando le celle della batteria sono prodotte, devono essere attivate. Durante questo essi subiscono una serie di cauti cicli di carica e scarica secondo un programma speciale.
“Può essere paragonato al periodo di rodaggio che hanno dovuto affrontare le auto appena acquistate in precedenza, quando sono state consegnate dalla fabbrica. La formazione delle batterie viene eseguita presso la fabbrica di batterie. Richiede tempo e investimenti. Gran parte di questo ora possono essere salvati utilizzando materiale già attivato”, afferma Dag Nor茅us.
