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Un procédé innovant recycle 98% des matériaux des batteries
Avec l’essor des véhicules électriques et la demande croissante pour les batteries lithium-ion, la gestion des déchets de batteries est devenue un enjeu environnemental critique. Pour répondre à ce défi, des chercheurs de l’Université Rice, sous la direction de James Tour, ont élaboré une méthode de recyclage révolutionnaire, visant à réduire tant les coûts que les impacts environnementaux des processus existants.
Les limites des méthodes traditionnelles de recyclage
Les techniques de recyclage des batteries actuellement en usage reposent souvent sur des procédés thermiques ou chimiques, qui demandent beaucoup d’énergie, sont coûteux et polluants. Face à ces inconvénients, l’équipe de Rice a conçu une méthode novatrice appelée « chauffage flash par effet Joule » (FJH). Ce procédé consiste à faire passer un courant électrique à travers un matériau modérément résistant, provoquant un chauffage rapide et transformant ce matériau en différentes substances.
Des résultats prometteurs grâce à une innovation technologique
En appliquant le chauffage flash par effet Joule, les chercheurs ont réussi à porter les déchets de batteries à une température de 2 500 kelvins en quelques secondes seulement. Ce chauffage rapide a permis de développer des structures uniques dotées de cœurs stables et d’enveloppes magnétiques, facilitant ainsi la séparation et la purification des matériaux actifs contenus dans les batteries.
Récupération efficace des métaux de batterie
Lors du processus de séparation, les cathodes des batteries à base de cobalt, couramment utilisées dans les véhicules électriques et souvent associées à des coûts environnementaux et sociaux élevés, ont révélé une magnétisation inattendue dans les couches externes de l’oxyde de cobalt spinelle. Cette découverte a simplifié l’extraction et la purification de ces matériaux, permettant d’atteindre un taux de récupération des métaux de batterie de 98 %. Par ailleurs, la structure des matériaux des batteries a conservé sa stabilité, ouvrant la voie à leur réutilisation potentielle dans de nouvelles cathodes.
Vers un avenir durable pour le recyclage des batteries
Cette étude souligne les avantages tant environnementaux qu’économiques de la méthode FJH par rapport aux techniques de recyclage traditionnelles, souvent destructrices. De plus, ce procédé innovant pourrait être intégré dans un système continu de recyclage pour les batteries lithium-ion usagées, offrant ainsi une solution prometteuse pour la gestion des déchets de batteries.
Pertinence élargie de la méthode FJH
Les recherches récentes suggèrent également que cette technique pourrait être appliquée pour régénérer de manière efficace l’anode en graphite à partir de graphite usé. Cela ouvre la voie à une approche globale pour le recyclage à la fois des cathodes et des anodes des batteries. Avec la capacité de produire une tonne de matériaux recyclés par jour, ce procédé pourrait considérablement réduire la dépendance vis-à-vis des minerais nouvellement extraits pour la fabrication des batteries lithium-ion.