Una collaborazione di lunga data continua a generare valore. GNR Analytical Instruments Group è orgogliosa di condividere i risultati della sua più recente collaborazione con l’Università di Brescia, che ha portato alla pubblicazione di un nuovo articolo scientifico ad accesso aperto.
Giacomo Siviero e Amedeo Cinosi hanno lavorato a stretto contatto con il team di ricerca della Professoressa Elza Bontempi per condurre l’analisi elementare delle materie prime critiche presenti nella black mass delle batterie agli ioni di litio a fine vita.
Il contesto: materiali critici e sostenibilità
Con la crescente domanda globale di batterie ricaricabili, la gestione sostenibile delle materie prime critiche — come litio, cobalto e nichel — è diventata una questione sempre più urgente. La cosiddetta black mass rappresenta il residuo ricco di metalli che rimane dopo il processo di riciclo delle batterie. Una caratterizzazione accurata di questo materiale è fondamentale per ottimizzare i processi di recupero e supportare una reale economia circolare.
La tecnologia a supporto della ricerca
In questo studio, il nostro spettrometro Horizon TXRF ha dimostrato tutto il suo valore come strumento innovativo ed estremamente efficace per l’analisi di matrici complesse come la black mass.
La tecnica TXRF (Total Reflection X-Ray Fluorescence) è stata applicata con successo per determinare la composizione elementare dei residui derivanti dal riciclo delle batterie agli ioni di litio. Tra i principali vantaggi di questo metodo vi è la possibilità di lavorare con volumi di campione molto ridotti (bastano pochi microlitri) e una preparazione semplificata, che consente di ridurre significativamente l’uso di reagenti e i tempi di analisi. Questo rende la tecnica non solo efficiente dal punto di vista operativo, ma anche più sostenibile dal punto di vista ambientale.
I risultati ottenuti con TXRF sono stati confrontati con quelli delle tecniche tradizionali come ICP-OES (Spettrometria di Emissione Ottica a Plasma Accoppiato Induttivamente) e ICP-MS (Spettrometria di Massa a Plasma Accoppiato Induttivamente). La TXRF ha mostrato un’eccellente correlazione, in particolare per elementi chiave come cobalto, nichel, manganese, rame e ferro. Inoltre, ha dimostrato una buona sensibilità per la rilevazione di tracce, con un’elevata riproducibilità (coefficiente di variazione generalmente inferiore al 10%).
Un altro aspetto particolarmente rilevante dello studio è la possibilità di lavorare direttamente con sospensioni solide, evitando le lunghe e complesse procedure di digestione acida. Questo è un vantaggio significativo nell’analisi di materiali eterogenei provenienti da processi di riciclo, che spesso mettono in difficoltà i metodi analitici convenzionali.
Le prestazioni della TXRF nella caratterizzazione della black mass evidenziano il grande potenziale di questa tecnologia per il monitoraggio ambientale, il controllo qualità e lo sviluppo industriale sostenibile nei settori delle batterie e del riciclo.
Pubblicazione ad accesso aperto
Lo studio completo è ora disponibile in open access grazie all’Università di Brescia e può essere consultato sulla rivista Journal of Environmental Management al seguente link:
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