Le recyclage des batteries, un enjeu d’innovation et de circularité

Le recyclage des batteries lithium-ion est un défi qui peut faire la différence pour un avenir à faibles émissions.Une entreprise américaine a trouvé une solution.

• Les batteries lithium-ion sont essentielles à un avenir à faibles émissions.La demande pour leurs matières premières (lithium, cobalt, nickel et cuivre) devrait croître considérablement.
• Ascend Elements est une entreprise américaine qui recycle les métaux des batteries en revendant aux fabricants des matériaux cathodiques plus efficaces.
• Entre difficultés de démontage et faibles taux de collecte et de recyclage, la gestion des déchets de batteries en Europe reste une question ouverte.

Dans les conversations qui tournent autour du concept de transition énergétique il est impossible de ne pas les entendre mentionnés au moins une fois.Le batteries lithium-ion, utilisé pourvoiture électrique et ça stockage d'énergie, sont essentiels à la décarbonation de l’économie mondiale.Cependant, la question se pose de savoir si la quantité de métaux (appelés matières premières) qui composent les batteries est suffisante pour couvrir la demande croissante.Dans un scénario zéro émission nette d’ici 2050, oui estime cette demande de lithium augmentera de 2 000 pour cent.Celui de cobalt augmentera d'environ 600 pour cent, celui du nickel de 300 pour cent et celui du cuivre de près de 200 pour cent.

Aussi à cause de guerre en Ukraine, les prix de ces métaux connaissent une envolée significative.Avec un Chine dominants sur le marché des véhicules électriques, l’Europe et les Etats-Unis devront se concentrer sur des solutions récupération et recyclage des batteries et les matériaux qui les composent.Si d’un côté il est de plus en plus important de les concevoir selon une approche circulaire (écoconception), d’un autre côté l’innovation peut aussi résoudre de nombreux problèmes.

La valorisation innovante de matières premières critiques

Plutôt que de recycler l'intégralité du composant cathodique des batteries (qui se dégrade avec le temps) comme le font ses concurrents, l'entreprise américaine Monter des éléments a développé un procédé d'upcycling qui valorise les métaux en les remettant en circulation dans la chaîne d'approvisionnement.LE matériaux cathodiques régénérés puis ils viennent vendu « sur mesure » afin que les fabricants de batteries puissent exiger différentes concentrations de nickel, de cobalt et de manganèse en fonction de leurs besoins.

En pratique, le procédé innovant, breveté sous le nom de hydro-cathode, détruit les batteries usagées, transformant les déchets en sable noirâtre.Après avoir éliminé toutes les impuretés – y compris les morceaux de plastique, d’aluminium et de cuivre – on obtient du nickel, du cobalt et du lithium.Ces métaux qui constituent la cathode d'une batterie.

"Nous récupérons les métaux des batteries lithium-ion et les transformons en une matière première très utile pour les fabricants", a déclaré à la presse Michael O'Kronley, PDG d'Ascend Elements.« En compensant l'exploitation minière nécessaire à la production de batteries traditionnelles, nous sommes en mesure de réduire empreinte carbone.C'est un processus complexe, il a fallu des décennies pour le perfectionner. »

En plus de faire surcyclage, la technologie présente un autre avantage.Deuxième une étude publiée dans la revue scientifique Joule, les batteries fabriquées à partir de métaux recyclés d'Ascend Elements ont un cycle de vie qui dépasse de 50 % celui des batteries traditionnelles et se chargent plus rapidement ;Plus précisément, la capacité électrique augmente de 88 pour cent.

Les difficultés du recyclage des batteries en Europe

Que faire à la place quand il existe des batteries différentes, mal conçues et donc peu recyclables ?Pour résoudre ce problème critique, le Parlement européen Ha proposé un nouveau règlement pour remplacer l'ancien Directive 2006/66/CE. L’objectif est de rendre circulaires les batteries des appareils électroménagers, des smartphones et des moyens de transport, tout cela d’ici 2024."Ils doivent être conçus de manière à ce que les consommateurs et les opérateurs indépendants puissent les retirer eux-mêmes facilement et en toute sécurité", indique la proposition.

Le problème est réel.En Europe, on en produit davantage chaque année 1,9 millions de tonnes des batteries usagées qui ne sont actuellement pas conçues pour être valorisées en fin de vie :par conséquent, il est également difficile de les extraire de l'équipement et de les démonter.Cependant, contrairement à la méthode « destructrice » d’Ascend Elements, la recherche se concentre davantage sur le démontage automatique des composants.Pour l’instant cette opération est réalisée à la main en laboratoire ;Rendre cette méthode évolutive reste donc un défi complexe.

Selon un étude d'Eurobat, les taux de collecte et de recyclage les plus élevés sont atteints par les batteries au plomb pour véhicules (99 %).Cependant, les taux de collecte sont faibles piles portables:en 2018, seul le 48 pour cent de ceux vendus en Europe ont été collectés pour être recyclés, ce qui entraîne la perte de grandes quantités de ressources précieuses.D'après moi données Selon la Commission européenne, le recyclage est davantage orienté vers la récupération du cobalt, du nickel et du cuivre, considérés comme économiquement plus précieux, avec une efficacité estimée à 95 pour cent pour le cobalt et le nickel et à 80 pour cent pour le cuivre.Toutefois, le volume de métaux récupérés qui sont ensuite utilisés pour la production de batteries reste très faible.Seulement 12 pour cent de l’aluminium, 22 pour cent du cobalt, 8 pour cent du manganèse et 16 pour cent du nickel utilisé dans l’UE sont effectivement insérés dans un circuit de surcyclage.

Le recyclage des batteries, en particulier des batteries lithium-ion, est un monde en constante évolution.LE'innovation et un approche circulaire peut atténuer l’impact climatique des matières premières déjà protagonistes de transition énergétique.