Une équipe de recherche de l’Institut national des sciences et technologies d’Ulsan (UNIST) a publié une technologie de recyclage innovante capable de récupérer plus de 95 % du nickel et du cobalt des batteries usagées, avec une pureté supérieure à 99 %. Cette avancée surmonte les limites des procédés de recyclage par voie humide traditionnels et pourrait révolutionner l’industrie du recyclage des batteries.
Les batteries usagées sont riches en métaux clés comme le nickel, le cobalt et le manganèse, souvent qualifiés de « mines urbaines ». Cependant, la coexistence de plusieurs métaux rend leur séparation extrêmement difficile. Les méthodes de recyclage traditionnelles reposent sur des acides forts et des agents d’extraction chimiques, générant de grandes quantités d’eaux usées nocives et nécessitant de multiples étapes à haute consommation énergétique, avec un impact environnemental important.
Le professeur Kim Kyu-yong et son équipe ont démontré un procédé de séparation électrochimique sélective utilisant un solvant multifonctionnel spécial pour résoudre ce problème. Ce procédé exploite les différences de tension de réduction nécessaires pour les ions métalliques, appliquant une tension contrôlée à un mélange liquide contenant des matériaux de batterie broyés, permettant aux ions métalliques de se déposer sélectivement sous forme de métal solide pour une séparation précise. Plus précisément, dans le co-solvant spécial utilisé par l’équipe, l’éthylène glycol se lie préférentiellement aux ions nickel, tandis que les ions chlorure stabilisent le cobalt sous forme de complexe tétrachlorocobaltate, modifiant les tensions de réduction. Les tensions de dépôt du nickel et du cobalt sont respectivement de -0,45 V et -0,9 V, permettant une séparation efficace des deux métaux.
Ce procédé dispose également d’une fonction d’auto-purification in situ : les sous-produits chlorés générés naturellement dissolvent sélectivement les impuretés de cobalt, éliminant le besoin d’étapes de raffinage supplémentaires pour améliorer la pureté du nickel recyclé. La solution contenant du chlore forme des ions inertes pouvant être évacués en toute sécurité, et l’acide chlorhydrique dans le solvant peut être régénéré et réutilisé, minimisant l’impact environnemental. En pratique, ce procédé atteint un taux de récupération supérieur à 95 % pour les lixiviats de batteries NCM (nickel-cobalt-manganèse), avec une pureté de séparation du nickel et du cobalt supérieure à 99,9 %. Le solvant spécial conserve ses performances sur quatre cycles de réutilisation, réduisant davantage la production de déchets.
