Il progetto di ricerca si inquadra nelle tematiche di sviluppo di strategie sostenibili per il risanamento ambientale e l¿utilizzo efficiente delle risorse. L¿Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile include specifici obiettivi (Sustainable Development Goal, SDG) relativi alla possibilità di garantire a tutti la disponibilità e la gestione sostenibile dell¿acqua e delle strutture igienico-sanitarie e allo sviluppo di modelli di consumo e di produzione responsabili in cui specifici target sono rivolti alla promozione di un¿economica circolare mediante minimizzazione del consumo di risorse primarie e massimizzazione del riciclo dei rifiuti come materie prime secondarie (SDG 6 e 12).
In questo contesto il presente progetto di ricerca mira a sviluppare sia sistemi di rappresentazione avanzata di siti contaminati, come base per la definizione degli interventi di risanamento sostenibili, che realizzare processi e apparecchiature, anche mediante stampa 3d, per la sintesi di nanoparticelle di ossidi misti di nichel, cobalto e manganese a bassa dispersione dimensionale a partire dalle liscivie ottenute dal trattamento idrometallurgico di polveri elettrodiche recuperate dal trattamento di criomacinazione di batterie litio ione in impianto pilota (come esempio di processo virtuoso nella massimizzazione del riciclo dei rifiuti come materie prime secondarie).
Il progetto prevede l¿applicazione innovativa di tecnologie di visualizzazione e stampa 3D in due diversi contesti legati allo sviluppo di processi sostenibili.
Relativamente al risanamento dei siti inquinati, allo stato attuale sono carenti le applicazioni della rappresentazione 3D, in forma virtuale o mediante stampa, ai modelli concettuali. Questo perché, tipicamente, chi possiede i dati non possiede le giuste competenze per l¿implementazione dei sistemi di rappresentazione avanzati. Il gruppo di ricerca proponente possiede da un lato un gran numero di informazioni su siti reali contaminati di rilevanza nazionale e dall¿altra una pregressa esperienza nella realizzazione di database georeferenziati integrati e modelli preliminari di rappresentazione 3D. Nel corso della ricerca si prevede quindi la possibilità di finalizzare la realizzazione di almeno due prototipi di visualizzazioni di modelli concettuali, basati su modellazione tridimensionali, realtà virtuale o stampa 3D.
Relativamente all¿uso efficiente delle risorse, l¿aspetto innovativo della ricerca prevede l¿utilizzo di microreattori per ottenere nanoparticelle in uno stretto range dimensionale grazie al controllo di concentrazione e temperatura nel canale del microreattore associato alle alte velocità di trasferimento di materia e calore. I microreattori sono utilizzabili per produzioni continue (evitando l¿eterogeneità associata alle operazioni batch) e sono semplicemente scalabili per applicazioni industriali.
Attualmente in Europa non esiste nessun impianto industriale che utilizza su un processo idrometallurgico per il trattamento di polvere elettrodica di batterie litio ione essendo la tecnologia utilizzata in larga scala di tipo pirometallurgico. Negli USA la Toxco ha sviluppato un processo idrometallurgico per il riciclo di batterie litio ione attualmente operante anche per il trattamento di batterie di veicoli Tesla.
La validazione della sintesi in microreattori in scala di laboratorio con relativa caratterizzazione dei materiali ottenuti costituirebbe un avanzamento dello stato dell¿arte e del progresso tecnologico del settore delle batterie europeo permettendo di ottenere materiali nanometrici ad alto valore aggiunto per la produzione di nuove batterie.