Le lithium des batteries de voitures électriques norvégiennes n'est pas recyclé si souvent. Au lieu, il finit comme un déchet lorsque d'autres métaux avec lesquels il est mélangé sont recyclés. Mais cela peut changer.

Le prix Nobel de chimie de cette année a été décerné à trois pionniers dans le développement de batteries lithium-ion rechargeables. Ces batteries se trouvent maintenant partout et sont un élément essentiel des voitures électriques d'aujourd'hui.

Mais le lithium est aussi assez rare, et n'est généralement présent qu'en petites concentrations là où il se trouve dans la croûte terrestre. Pourtant, le recyclage n'a été que très peu rentable. En réalité, Les propriétaires de véhicules électriques ont dû payer pour recycler leurs batteries de voiture.

Maintenant, un groupe de recherche à NTNU veut collaborer avec l'industrie norvégienne pour faire quelque chose à ce sujet.

« Notre objectif est de recycler à 100 % le lithium des batteries de voitures électriques, ", déclare Sulalit Bandyopadhyay, chercheuse postdoctorale au département de génie chimique de NTNU.

Variation de la technologie familière

« Nous sommes le seul groupe de recherche en Norvège à étudier cette méthode, " dit Bandyopadhyay.

L'objectif est de récupérer le lithium des batteries de véhicules électriques par hydrométallurgie. Cela signifie qu'une matière première est d'abord dissoute dans l'eau et que la substance que vous souhaitez extraire est ensuite précipitée. Les entreprises norvégiennes ont une longue expérience de cette méthode. Le procédé est utilisé pour extraire le nickel et le zinc, par exemple.

Mais le lithium des batteries de voitures électriques n'est pas recyclé. Pendant longtemps, ces batteries, au nom de l'environnement, ont été envoyées à l'autre bout du monde pour être recyclées en Chine. Maintenant, les Chinois ont assez de leurs propres ordures et n'acceptent plus les ordures de l'Occident. Au lieu, Les batteries de véhicules électriques norvégiens sont stockées dans la municipalité de Sandefjord, où ils sont démontés et envoyés pour un tri et un recyclage ultérieurs en Europe, Amérique du Nord et Asie.

En Europe, les batteries finissent souvent dans une usine de recyclage en Belgique, Allemagne ou Canada. La matière première est incinérée, et le cuivre et le nickel des batteries sont recyclés. Mais dans ce processus de combustion, le lithium est perdu. Cela signifie que nous avons besoin d'une nouvelle méthode qui peut également préserver le lithium pour le recyclage. Les méthodes hydrométallurgiques sont prometteuses et déjà utilisées dans une certaine mesure, mais sans extraire le lithium.

Usine pilote

Le groupe de Bandyopadhyay travaille au développement d'un procédé qui récupère le lithium, nickel et cobalt à partir de ce qu'on appelle une masse noire. La masse noire est une poudre noire constituée des matériaux actifs de la batterie, c'est-à-dire le matériau qui se trouve sur les électrodes. La composition du matériau varie en fonction du type de chimie utilisé pour fabriquer les cellules de la batterie, mais contient généralement du nickel, cobalt, manganèse, lithium et carbone.

Trois étudiants en master NTNU et un stagiaire IAESTE d'Australie sont impliqués dans le groupe de recherche dirigé par Bandyopadhyay. Ils étudient deux types différents de batteries de voitures électriques, la variante Leaf et les cellules prismatiques.

Ce projet, LIBRES—Recyclage des batteries au lithium, comprend également Norsk Hydro et Glencore Nikkelverk, entreprises avec des années d'expérience et une expérience importante en hydrométallurgie. En outre, ils coopèrent avec la société minière finlandaise Keliber, une entreprise partiellement norvégienne qui souhaite produire de l'hydroxyde de lithium pour le marché international des batteries.

« Nous prévoyons de lancer une usine pilote en 2024 et une usine grandeur nature en 2027, " dit Bandyopadhyay.

Des chercheurs et entreprises suédoises sont également actifs dans le domaine, et une installation à grande échelle pour le marché scandinave doit également tenir compte de cette connexion. Mais la technologie et la recherche sont économiquement intéressantes, quel que soit le résultat en Suède.

"Hydro est à la tête du projet LIBRES. Nous voulons que ce projet jette les bases d'un nouveau, industrie passionnante liée au recyclage des batteries de voitures électriques usagées en Norvège. La position unique de la Norvège avec la disponibilité de ces batteries nous donne un excellent point de départ, " a déclaré Christian Rosenkilde, ingénieur en chef chez Norsk Hydro ASA.

Deviendra rentable

"Le recyclage du lithium des batteries EV n'est pas encore rentable financièrement, mais un rapport Bloomberg montre que cela va changer dans les prochaines années, " dit Bandyopadhyay.

La principale raison de la faible rentabilité actuelle est que les volumes sont encore si faibles. Les batteries EV ont normalement une durée de vie d'environ 10 ans, ce qui signifie que la grande majorité de ces batteries fonctionnent encore. Mais dans quelques années, il y aura suffisamment de voitures électriques pour que le nombre de batteries usagées en Norvège augmente fortement. Ensuite, il y aura aussi plus d'argent dans le recyclage. Il est important de mettre en place la technologie et l'équipement avant cette date.

Bandyopadhyay est également membre du groupe dirigeant opérationnel du Gemini Center HyProS—Technologie des procédés hydrochimiques dans l'économie circulaire. Les centres Gemini impliquent des efforts de collaboration avec d'autres institutions de recherche, dans ce cas, l'Université d'Oslo et le SINTEF.

« Il est également important de se pencher sur le recyclage des métaux autres que le lithium. Dans quelques années, des métaux complètement différents pourraient être utilisés dans les batteries de voiture qu'à l'heure actuelle, " dit Bandyopadhyay.