Dalle emissioni alle materie prime critiche, la transizione ecologica passa per l’innovazione tecnologica e il recupero intelligente: il progetto italiano che punta a rivoluzionare il riciclo delle batterie
Ho avuto il piacere e l’onore di conoscere ed intervistare sul tema la professoressa Elza Bontempi, docente presso l’Università degli Studi di Brescia, dove si occupa di ricerca nel campo della sostenibilità ambientale, con un focus su materiali innovativi, economia circolare e tecnologie per il riciclo. Ingegnere e ricercatrice di lungo corso, è alla guida del progetto Tech4Lib, che ha sviluppato una tecnologia brevettata per il recupero dei metalli strategici dalle batterie al litio esauste, basata sull’impiego delle microonde. Grazie al suo approccio interdisciplinare, alla passione e alla capacità di coniugare ricerca scientifica e applicazione industriale, è considerata una delle voci più autorevoli a livello europeo nel settore del riciclo sostenibile delle batterie.
Il suo lavoro ha ricevuto importanti riconoscimenti internazionali, tra cui il premio europeo “EIT-Raw Materials”, e rappresenta un esempio virtuoso di innovazione al servizio della transizione energetica.
Negli ultimi anni, il riscaldamento globale ha subito un’accelerazione evidente: la temperatura media del pianeta continua a salire e le giornate di caldo estremo sono sempre più frequenti. Ogni anno ci ritroviamo a fronteggiare nuovi record di temperature, che – secondo gli scienziati – sarebbero stati praticamente irraggiungibili senza l’impatto delle attività umane.
E anche se, per assurdo, smettessimo oggi stesso di emettere CO₂, la temperatura terrestre continuerebbe a salire per diversi anni, a causa dei gas serra già presenti nell’atmosfera. Il punto è chiaro: ci vorrà tempo – decenni, probabilmente – per riuscire a invertire davvero questa tendenza.
Sappiamo con sempre maggiore certezza che, se non si intervenisse con decisione, la temperatura potrebbe aumentare oltre 1,5°C tra il 2030 e il 2050. Questo è esattamente ciò che si cerca di evitare per non compromettere irreversibilmente gli equilibri dell’ecosistema terrestre. Proprio per questo l’Unione Europea ha fissato un obiettivo ambizioso: ridurre del 55% le emissioni di gas serra entro il 2030, come passo necessario per contenere l’aumento delle temperature.
Ma come possiamo realmente arrivare alla cosiddetta “neutralità climatica”?
Un recente report statunitense evidenzia come puntare con decisione sull’elettrificazione dei trasporti – attraverso la diffusione dei veicoli a zero emissioni – e sulla produzione di elettricità da fonti rinnovabili sia la strada giusta per raggiungere la neutralità entro il 2057. Una transizione più lenta, invece, rischia di farci perdere la sfida, rimandando i benefici ben oltre la fine del secolo.
Quel che è certo è che serve un cambiamento radicale nei nostri consumi energetici: dobbiamo liberarci dalla dipendenza dai combustibili fossili. E questo significa fare tre cose fondamentali: scegliere energie più pulite, consumare meno e usare l’energia in modo più efficiente.
In tutto questo, le batterie giocano un ruolo centrale.
Sono l’elemento chiave non solo per la mobilità elettrica, ma anche per l’intera transizione ecologica promossa dal Green Deal europeo. A patto, però, che siano durevoli e riciclabili, perché al loro interno ci sono materiali strategici – come litio e cobalto – la cui disponibilità è limitata.
Il riciclo di questi materiali è diventato una priorità, anche perché l’Europa, Italia compresa, dipende fortemente da paesi terzi per l’approvvigionamento di materie prime critiche. La Cina, ad esempio, detiene il primato nella produzione di terre rare, con oltre il 62% della produzione mineraria globale, quasi il 90% della raffinazione e oltre un terzo delle riserve mondiali.
Secondo la multinazionale tedesca BASF, nel giro di 5-10 anni, proprio il riciclo potrebbe diventare la principale fonte di approvvigionamento per queste materie prime.
Un esempio concreto di innovazione in questo campo arriva dall’Università degli Studi di Brescia, dove la professoressa Elza Bontempi e il suo team hanno sviluppato una tecnologia brevettata per il riciclo delle batterie al litio basata sull’uso delle microonde. Il progetto, chiamato Tech4Lib, ha vinto il prestigioso premio europeo “EIT-Raw Materials”, riconoscendolo come una delle idee più promettenti nell’ambito dell’economia circolare. Un progetto che, oltre a innovare il settore, ha permesso anche l’inserimento di giovani ricercatori nel mondo della ricerca.
Il riciclo delle batterie agli ioni di litio è destinato a diventare sempre più cruciale, sia per ragioni ambientali che per la crescente difficoltà nel reperire materiali. Del resto, entro il 2030 la domanda mondiale di batterie è destinata a crescere di circa 20 volte, con il settore della mobilità elettrica a trainare la crescita e a rappresentare il 95% della domanda complessiva.
La professoressa Bontempi, intervistata sul tema, ha chiarito che oggi la filiera del riciclo è ben sviluppata solo per le batterie al piombo-acido, da cui si recupera fino al 90% dei materiali. Per le batterie agli ioni di litio, invece, il tasso di recupero in Europa è ancora molto basso – appena il 5%.
Dal maggio 2023 è entrato in vigore il nuovo Regolamento europeo sulle batterie, che sostituisce la Direttiva del 2006. Questo impone che una quota minima dei materiali usati nelle nuove batterie provenga da fonti riciclate, con l’obiettivo di ridurre l’impatto ambientale delle batterie esauste.
L’indipendenza dalle materie prime critiche è una necessità che si fa sempre più urgente, e l’Europa sta cercando di rispondere con strategie mirate. Tra le priorità: il recupero dei materiali dai rifiuti, in particolare quelli urbani, le cosiddette “miniere urbane”; lo sviluppo di tecnologie innovative che riducano al minimo l’uso di materie prime critiche; e, dove possibile, anche l’estrazione interna, benché su questo fronte le normative siano spesso restrittive e l’opinione pubblica piuttosto contraria.
Le batterie agli ioni di litio, comunque, rappresentano oggi una delle tecnologie di accumulo più avanzate. Offrono alta densità energetica, bassa autoscarica (ossia perdono poca energia quando non sono in uso), lunga durata e versatilità di utilizzo: sono presenti ovunque, dagli smartphone alle auto elettriche.
Il problema nasce quando la loro efficienza scende sotto l’80%: in quel momento diventano meno interessanti per il mercato. I processi di rigenerazione sono ancora complessi e poco convenienti. Inoltre, le nuove batterie sono sempre più performanti, rendendo quelle rigenerate poco competitive.
Ci sono però ambiti in cui queste batterie possono avere una seconda vita. Un esempio sono gli accumulatori industriali, che immagazzinano energia da fonti rinnovabili e la rilasciano nei momenti di picco. Oppure i gruppi di continuità, che mantengono attiva l’erogazione elettrica anche in caso di blackout.
Quando una batteria giunge realmente a fine vita, il riciclo diventa fondamentale, perché contiene metalli preziosi come nichel e cobalto. Tuttavia, oggi solo alcune componenti vengono recuperate, mentre gran parte del potenziale va sprecato. Il problema principale è che le batterie sono strutture complesse, composte da molti materiali diversi, il che rende difficile e costoso separare e valorizzare ogni singolo elemento.
I metodi tradizionali di recupero – come i trattamenti termici ad alta temperatura o la metallurgia estrattiva – sono poco sostenibili e spesso non riescono a soddisfare i nuovi standard imposti dalla normativa europea, che prevede un recupero minimo del 70% di litio entro il 2030.
Ed è proprio qui che entra in gioco il progetto Tech4Lib. Il team della professoressa Bontempi ha sviluppato una tecnologia carbotermica a basso impatto ambientale, basata sull’uso di microonde, capace di facilitare l’estrazione dei metalli con un consumo energetico ridotto.
Inoltre, il progetto propone l’impiego di acidi naturali – derivati da scarti alimentari – al posto di quelli chimici convenzionali per il recupero dei metalli in soluzione.
L’obiettivo è chiaro: produrre materiali riciclati di alta qualità, stimolando il ricorso a materie prime seconde e riducendo l’uso di quelle vergini. Una strategia concreta per affrontare la scarsità di risorse fondamentali per la transizione energetica, soprattutto in un Paese come l’Italia.