Quel est le point commun entre une voiture électrique, un ordinateur portable et une brosse à dents électrique ? Ils sont tous alimentés par une batterie lithium-ion. Ces batteries sont, pour le moment, les plus efficaces du marché et ces dernières années, de plus en plus d’objets de notre quotidien sont passés à ces batteries. En conséquence, les prix ont augmenté et continueront de grimper alors que nous nous dirigeons vers la mobilité électrique. L’extraction des matières premières a un coût élevé, car elle nécessite beaucoup d’eau douce, implique une forte déforestation et émet beaucoup de gaz à effet de serre.
Cependant, cela signifie que nous avons besoin de plus de batteries, ce qui signifie que le flux de déchets augmentera dans les années à venir. Alors qu’il existe des moyens efficaces de recycler le cobalt, le cuivre et le nickel, d’autres minéraux utilisés pour les batteries, le lithium, Li, le recyclage n’est toujours pas rentable. Scientifiques de l’entreprise chimique allemande Évonik travaillent sur une nouvelle solution pour résoudre ce problème et ont conçu une membrane pour collecter sélectivement les ions lithium des batteries usagées.
Saut d’ions
Des scientifiques allemands ont opté pour l’électrolyse à membrane. En bref, le processus utilise l’électricité pour séparer les ions lithium par une membrane céramique permsélective, une couche à la fois semi-perméable et permettant l’échange d’ions. L’électrolyse est surtout connue dans la production d’hydrogène, où la puissance est appliquée pour séparer l’eau en oxygène et en hydrogène. L’appareil pour le réaliser est un électrolyseur, dont les éléments principaux sont une électrode positive, l’anode, et une négative, la cathode. Une membrane conductrice d’ions sépare les deux, permettant aux ions de se déplacer lorsqu’un potentiel électrique est appliqué. C’est ce composant de la méthode d’Evonik qui fait la différence.
Voici une vidéo montrant le recyclage de lithium :
Par rapport aux techniques conventionnelles de recyclage du lithium, notre procédé de séparation électrochimique peut produire de l’hydroxyde de lithium en une seule étape et sous une forme très pure, de qualité batterie. La technique a le potentiel de remplacer le processus de précipitation chimique actuel qui utilise de grandes quantités de produits chimiques pour la séparation solide-liquide.
Objectifs de recyclage
Ces éléments constituent des ressources importantes. Notre seule demande de terres rares va quintupler d’ici 2030. À la lumière de cela, la Commission européenne nécessite des efforts plus importants dans le recyclage du Li. À ce jour, on estime que plus de 1,9 million de tonnes sont jetés chaque année. Les taux de recyclage et de collecte varient selon le type de batterie. Le règlement proposé prévoit une récupération de 35 % du lithium d’ici 2026, et le double d’ici 2030. Il fixe également des niveaux minimaux obligatoires pour le contenu recyclé. À partir de 2030, les besoins en lithium recyclé s’élèveraient à 4 %, puis augmenteraient à 10 % cinq ans plus tard.
Les objectifs doivent être plus élevés. Mais en obligeant les recycleurs à récupérer ces petites quantités de lithium, seulement 35 % d’ici 2030, les décideurs passent à côté d’une énorme opportunité.
