Come rendere la produzione di batterie più sostenibile e conveniente: il ruolo del riciclo del NMP

L'N-metil-2-pirrolidone (NMP) è ampiamente utilizzato come solvente nella produzione di batterie agli ioni di litio (Li-ion), per dissolvere leganti come il polivinilidenfluoruro (PVDF) durante la preparazione della miscela (slurry) degli elettrodi. Lo slurry, che contiene l'NMP, il legante, il materiale attivo e gli additivi, viene applicato come rivestimento sugli elettrodi al centro delle batterie ad alte prestazioni.

Pur essendo fondamentale per i numerosi processi di produzione delle batterie, l'NMP comporta una serie di sfide in termini di costi, impatto ambientale, rischi per la sicurezza e conformità alle normative in materia di emissioni dei solventi. Queste problematiche impongono la necessità di gestire correttamente e recuperare in modo efficiente l'NMP, al fine di tagliare i costi, ridurre al minimo le emissioni e garantire un ambiente di lavoro più sicuro.

Mentre i produttori di batterie cercano metodi di produzione più sostenibili e convenienti, cresce l'interesse per l'ottimizzazione del recupero dell'NMP. Maggiore è la quantità di NMP recuperabile, minori saranno i costi di produzione e anche l'impatto ambientale. L'NMP recuperato viene spesso venduto agli impianti di riciclo, che a loro volta possono fornirlo nuovamente ai produttori di batterie. L'NMP può essere utilizzato anche in altri settori, come quello farmaceutico e dei semiconduttori.

Recuperando e riutilizzando l'NMP, i produttori non solo riducono i costi ma contribuiscono anche a rendere il processo di produzione delle batterie più sostenibile e responsabile.

I rifrattometri in linea contribuiscono a rendere il processo di recupero dell'NMP più efficiente e quindi più conveniente. Attraverso misurazioni continue in tempo reale della concentrazione di NMP è possibile controllare con precisione le fasi principali di questo processo, in modo da apportare modifiche immediate e ottimizzare così le prestazioni del processo stesso, mantenendo la qualità dell'NMP.

Le misurazioni della concentrazione con rifrattometri in linea aiutano a ottimizzare il recupero dell'NMP in due punti principali:

• Nello scrubber: i rifrattometri in linea forniscono dati sulla concentrazione in tempo reale, consentendo di apportare regolazioni precise ai parametri di lavaggio. Questa ottimizzazione riduce le perdite di solvente, migliora i tassi di recupero e abbatte i costi di produzione, il tutto riducendo al minimo il consumo di acqua ed energia, per operazioni più sostenibili.
• Nella colonna di distillazione: il monitoraggio della concentrazione dell'NMP all'uscita della colonna di distillazione assicura un consumo energetico efficiente, consente la messa a punto dei parametri di distillazione e garantisce un'elevata purezza dell'NMP, evitando contaminazioni nel solvente recuperato.

I rifrattometri in linea Vaisala Polaris™ sono ideali per il monitoraggio in tempo reale della concentrazione dell'NMP. Sia il rifrattometro compatto Polaris™ PR53GC che il rifrattometro da processo con sonda Polaris™ PR53GP possono essere utilizzati in combinazione con il trasmettitore Indigo520 per un monitoraggio in tempo reale semplice e preciso.

Vantaggi ambientali della riduzione dell'uso di solventi e della quantità di rifiuti

Ottimizzando la quantità di NMP utilizzata nella produzione delle batterie e riducendo gli scarti di questo composto organico è possibile ridurre l'impatto ambientale del processo produttivo. Tramite il riciclo e il riutilizzo dell'NMP, i produttori possono evitare che venga rilasciato nell'atmosfera, riducendo così l'inquinamento dell'aria e minimizzando il rischio che l'NMP contamini le risorse idriche. Il riciclo e il riutilizzo riducono inoltre la necessità di produrre nuovo NMP, processo che comporta un consumo intensivo di energia. Ciò contribuisce a ridurre l'impronta di carbonio dell'intero settore di produzione delle batterie. Recuperare l'NMP consente anche ai produttori di rispettare le normative ambientali, che sono sempre più severe.

Vantaggi economici legati al recupero dell'NMP e alla riduzione dei costi delle materie prime

Oltre agli evidenti vantaggi ambientali, il riciclo dell'NMP e la riduzione dei costi delle materie prime comportano anche diversi vantaggi a livello economico. L'NMP è una sostanza chimica costosa, quindi ottimizzandone l'utilizzo e riciclandolo ove possibile si ridurranno i costi complessivi dei materiali. La riduzione della domanda di NMP migliora anche la resilienza della supply chain e riduce il rischio di carenze nell'approvvigionamento. Infine, l'adozione di un'economia circolare attraverso il riciclo dell'NMP può aiutare il produttore a migliorare la reputazione del proprio marchio, mentre gli incentivi normativi e le sovvenzioni governative per le pratiche sostenibili offrono un contributo importante per ridurre anche i costi operativi.

Come rendere la produzione di batterie più sostenibile

Eliminando gli sprechi, riducendo le emissioni e recuperando materie prime preziose, i produttori di batterie possono non solo limitare il proprio impatto ambientale, ma anche trarre importanti benefici a livello economico. Il modo migliore per farlo è tramite il monitoraggio in tempo reale della concentrazione di NMP utilizzando rifrattometri in linea. Questa tecnologia aiuta a ottimizzare il processo di produzione riducendo l'uso di NMP, migliorandone il recupero e minimizzando sia i costi che l'impatto ambientale. 

Contatta Vaisala oggi stesso per scoprire come i rifrattometri in linea possono ridurre i costi e migliorare la sostenibilità delle tue operazioni.