Un team di ricercatori del Worcester Polytechnic Institute (WPI), negli Stati Uniti, ha messo a punto un processo di "upcycling" che trasforma gli scarti misti delle batterie al litio esauste in materiali per catodi e anodi di qualità superiore a quella dei componenti di partenza. Le celle costruite con questi materiali recuperati hanno mostrato una vita utile circa doppia rispetto a quelle realizzate con componenti commerciali vergini: un risultato che indica una strada concreta verso un riciclo delle batterie davvero circolare, e non soltanto meno dannoso per l'ambiente rispetto a estrarre materie prime nuove.
Il problema delle batterie miste e difficili da riciclare
La diffusione di veicoli elettrici, dispositivi portatili e sistemi di accumulo sta facendo crescere rapidamente i volumi di batterie al litio da smaltire, mettendo sotto pressione sia la disponibilità di materie prime critiche come litio, nichel e cobalto, sia la capacità degli impianti di riciclo. Gran parte delle tecnologie di riciclo oggi in uso è pensata per recuperare materiali da flussi di scarto relativamente omogenei, concentrandosi soprattutto sul catodo. I lotti di batterie realmente raccolti sul mercato, però, sono quasi sempre misti: chimiche diverse, gradi di usura diversi, componenti difficili da separare con un buon margine economico. Questo rende complesso trasformare lo scarto in materiali di valore paragonabile a quelli vergini, ed è proprio il nodo che il gruppo guidato dal professor Yan Wang, docente di ingegneria meccanica e dei materiali al WPI, ha provato a sciogliere.
Come funziona l'upcycling sviluppato dal WPI
Il team ha preso materiale catodico misto a basso contenuto di nichel, recuperato da batterie esauste, e lo ha riconvertito in un catodo ad alte prestazioni di tipo NMC622 (nichel-manganese-cobalto). In parallelo ha purificato e modificato la grafite recuperata dagli stessi scarti, ottenendo un materiale anodico di qualità da batteria. Nei test, il catodo rigenerato ha mostrato un trasporto degli ioni di litio migliorato e una maggiore stabilità nei cicli di carica e scarica, mentre l'anodo in grafite ha evidenziato una cinetica interfacciale più efficiente e una maggiore durata. Con questi due materiali, entrambi ottenuti da scarti e non da materie prime vergini, i ricercatori hanno assemblato celle a sacchetto (pouch cell) complete, mettendole poi a confronto con celle realizzate con componenti commerciali di partenza.
I numeri dello studio
Il confronto, pubblicato sulla rivista scientifica Advanced Energy Materials, descrive risultati netti: le celle con materiali upcycled hanno raggiunto circa il doppio dei cicli di vita rispetto a quelle con materiali commerciali, mantenendo il 70% della capacità iniziale dopo 2.590 cicli di carica e scarica, con meno reazioni collaterali indesiderate all'interno della cella. Anche l'analisi di processo è favorevole al nuovo metodo rispetto a una filiera di riciclo tradizionale di riferimento: il procedimento riesce a valorizzare oltre il 95% dei materiali di scarto in ingresso, con una redditività stimata superiore del 22,9%, emissioni di gas serra inferiori del 27% e un consumo energetico ridotto del 29,4%. Sono numeri che, se confermati su scala più ampia, cambiano sensibilmente il bilancio costi-benefici del riciclo delle batterie al litio.
Perché interessa aziende, riciclatori e community tecnologica
Per i produttori di veicoli elettrici e di celle, l'upcycling riduce la dipendenza da materie prime vergini proprio nei materiali più soggetti a tensioni di approvvigionamento e di prezzo, come nichel e cobalto. Per gli operatori del riciclo, un processo che valorizza flussi di scarto misti ed eterogenei, invece di scartarli o trattarli come rifiuto a basso valore, significa poter accettare più tipologie di batterie in ingresso senza perdere margine. Per chi si occupa di sostenibilità e normativa, è un tassello che rende più concreta l'idea di una produzione di batterie realmente circolare, in cui il materiale recuperato non è un ripiego ma può competere in prestazioni con quello vergine. Il gruppo di Wang lavora anche su altri fronti collegati, dal recupero di materiali da batterie di veicoli elettrici alla sicurezza e progettazione delle celle, segno che il tema dell'upcycling è ormai parte di un filone di ricerca strutturato e non di un singolo esperimento isolato.
Il commento di PINET
Per l'Italia la notizia arriva in un momento favorevole: a gennaio 2026 è entrato in funzione a Soliera, in provincia di Modena, il primo hub industriale italiano per il riciclo a ciclo completo delle batterie al litio di auto elettriche e ibride, realizzato da Reinova insieme ad A&C Ecotech e al gruppo BTS & Saker, con una capacità di pretrattamento stimata in 12.000 tonnellate l'anno. È un impianto pensato per recuperare materie prime dalle chimiche NMC e LFP più diffuse, non per produrre direttamente catodi upcycled come nello studio WPI, ma mostra che la filiera italiana del riciclo delle batterie sta passando dalla fase sperimentale a quella industriale. Il regolamento europeo sulle batterie (UE 2023/1542), con i suoi obblighi su contenuto riciclato e target di efficienza nel recupero dei materiali, spinge in questa stessa direzione e può rendere più attraente investire in tecnologie di upcycling come quella americana. Restano però ostacoli pratici non banali: passare da celle a sacchetto realizzate in laboratorio a una qualifica industriale accettata dai costruttori di batterie richiede anni di test, investimenti dedicati e impianti capaci di gestire in modo economico flussi di scarto davvero eterogenei, condizione che in Italia è ancora agli inizi. Il giudizio, per ora, è di cauto interesse: la strada tecnica è promettente e i numeri dello studio sono solidi, ma la distanza tra laboratorio e produzione su scala resta ampia.
Fonte: WPI News
