Avec la généralisation des véhicules électriques, les batteries usagées deviennent un déchet majeur. L’extraction classique du lithium est coûteuse ; les méthodes de recyclage traditionnelles consomment beaucoup d’énergie, utilisent des produits chimiques et produisent du carbonate de lithium qu’il faut ensuite transformer en hydroxyde de lithium.

L’équipe d’ingénieurs de Rice University a développé un réacteur de recyclage par charge/décharge qui transforme directement les déchets de batteries en hydroxyde de lithium de haute pureté. Au lieu de fondre ou de dissoudre à l’acide fort, ils chargent les cathodes usagées (ex. LFP) pour extraire les ions lithium dans l’eau où ils se combinent avec des ions hydroxyde, formant ainsi LiOH pur, sans acide ni produit chimique agressif. Sibani Lisa Biswas explique : « Nous avons posé une question simple : pourquoi ne pas utiliser la réaction de délitement du lithium pour le recyclage ? Avec un petit réacteur électrochimique, on sépare proprement le lithium et on obtient directement le sel désiré. »

Le système à membrane zéro-gap n’utilise que de l’électricité, de l’eau et des déchets de batterie. Dans certains modes, il ne consomme que 103 kJ par kg de black mass – un ordre de grandeur inférieur aux procédés acides classiques. Un prototype de 20 cm² a fonctionné 1 000 heures et traité 57 g de black mass industrielle. Wang Haotian précise : « Produire directement de l’hydroxyde de lithium de haute pureté raccourcit le cycle de réutilisation, réduit les étapes de transformation, les pertes et renforce la résilience de la chaîne d’approvisionnement. »