fr.wedoany.com Rapport : Des chercheurs de l'Université de technologie Chalmers (Chalmers University of Technology) ont proposé une nouvelle méthode pour récupérer les métaux des batteries rechargeables usagées, qui réduit les risques pour la santé humaine et l'environnement tout en maintenant une efficacité de récupération équivalente. Cette étude explore l'utilisation d'alternatives issues de la biomasse renouvelable pour remplacer les produits chimiques d'origine fossile utilisés dans le processus de recyclage des métaux.
La croissance de la consommation énergétique mondiale et la nécessité de systèmes énergétiques plus durables stimulent la demande d'équipements de stockage d'énergie tels que les batteries. Parallèlement, le besoin de recycler et de réutiliser des métaux comme le cuivre, le cobalt, le lithium et le manganèse contenus dans les batteries augmente. Ces matériaux sont essentiels à la transition écologique, et plusieurs d'entre eux sont inscrits dans la loi européenne sur les matières premières critiques. Par exemple, la Chine fournit 100 % des besoins de l'Union européenne en terres rares lourdes. L'UE s'efforce de diversifier et de sécuriser l'approvisionnement en matières premières critiques, et le recyclage joue un rôle clé dans ce processus.
Pour que le recyclage des métaux soit efficace et économiquement viable, les métaux doivent être séparés et purifiés avant d'être réutilisés. La production de produits de grande valeur comme les batteries nécessite généralement des métaux de haute pureté. Mark Foreman, professeur associé au département de chimie et de génie chimique de l'Université de technologie Chalmers, explique que si les matériaux ne sont pas séparés et purifiés pendant le recyclage, leur qualité se dégrade progressivement, ce qui peut finalement les rendre inutilisables pour des applications avancées, rendant le recyclage inutile.
L'extraction par solvant (extraction liquide-liquide) est une méthode largement utilisée pour le recyclage des batteries ainsi que pour la séparation et la purification des métaux dans les secteurs minier et nucléaire. Actuellement, les diluants utilisés dans ces procédés sont généralement produits à partir de matières premières fossiles. Daniel Keywan Hoffmann, doctorant à l'Université de technologie Chalmers et premier auteur de l'étude, explique que les chercheurs souhaitaient démontrer que la biomasse renouvelable, par exemple les sous-produits de l'industrie forestière, peut être utilisée pour produire des diluants de substitution. Ils ont étudié deux composés aromatiques qui peuvent être directement intégrés dans les lignes de production industrielles existantes.
L'étude montre que, pour l'extraction de plusieurs métaux importants, les performances de ces composés aromatiques sont comparables à celles des alternatives commerciales traditionnelles et qu'ils peuvent être mis en œuvre directement sur les lignes de production industrielles existantes. Daniel Keywan Hoffmann souligne que reconstruire des usines ou investir dans des infrastructures entièrement nouvelles pour améliorer la durabilité est très coûteux pour l'industrie. Si les procédés et équipements existants peuvent continuer à être utilisés, en remplaçant simplement les produits chimiques par des alternatives plus sûres, les obstacles et les coûts du changement seront considérablement réduits.
Les opérations de recyclage des métaux à grande échelle utilisent de grandes quantités de diluants, qui nécessitent souvent une manipulation par le personnel, d'où l'importance cruciale des considérations de sécurité. Les chercheurs ont constaté que les deux composés aromatiques étudiés présentent des points d'éclair plus élevés et une volatilité plus faible que plusieurs alternatives commerciales, réduisant ainsi les risques d'incendie dans les installations de recyclage et l'exposition du personnel à des substances nocives. Certains produits chimiques commerciaux actuellement utilisés forment un groupe de neurotoxines lors de leur dégradation, qui peuvent avoir des effets nocifs sur le cerveau et le système nerveux. Les nouveaux composés aromatiques testés dans cette étude ne forment pas ces neurotoxines lors de leur dégradation. Mark Foreman déclare que si l'on peut atteindre les mêmes performances que les procédés actuels tout en réduisant les risques pour l'homme et l'environnement, cela représente un avantage important pour tous.
Les chercheurs soulignent qu'il est nécessaire d'optimiser les procédés de fabrication et d'augmenter l'approvisionnement en matières premières renouvelables pour rendre cette méthode économiquement viable. Daniel Keywan Hoffmann espère que leur travail pourra inciter l'industrie à penser différemment : les alternatives durables ne doivent pas nécessairement repartir de zéro ; dans de nombreux cas, remplacer certains produits chimiques peut suffire.
Cette étude a été publiée dans la revue « RSC Sustainability », sous le titre « Safer aromatic process diluents for solvent extraction of critical metals from spent batteries ».
