Chalmers: optimal batteriåtervinning med ny metod
Optimerade processer kan göra återvinning av elbilsbatterier enklare, billigare och mer miljövänlig. Det visar forskare på Chalmers som granskat en allt vanligare återvinningsmetod.
En återvinningsmetod som väcker allt större intresse inom branschen är en kombination av så kallad termisk förbehandling och hydrometallurgi, en vätskebaserad kemisk process där man stegvis separerar och återvinner metallerna, skriver lärosätet i ett pressmeddelande.
Flera företag uppges nu utveckla system anpassade för den här typen av batteriåtervinning, men tiden och energin i form av temperaturer som de använder i sina processer har visat sig skilja sig avsevärt åt.
Forskarna på Chalmers har gjort en jämförande studie som visar på hur den här metoden ska utföras för att ge ett optimalt resultat och även förbättra batteriåtervinningens ekonomiska och miljömässiga påverkan.
En viktig upptäckt, menar man, är att den hydrometallurgiska processen kan göras i rumstemperatur. Det är ett tillvägagångssätt som inte har prövats tidigare men som, enligt forskarna, kan leda till stora vinster i form av minskad miljöpåverkan och lägre kostnader för att återvinna batterierna. Processen kan också göras betydligt snabbare än man tidigare trott.
Vår forskning kan göra stor skillnad för utvecklarna inom det här fältet. I vissa fall kan det bli så stora förändringar som att gå från 60 - 80°C till rumstemperatur, och från flera timmar till endast 30 minuter, säger Burcak Ebin, forskare på institutionen för kemi och kemiteknik på Chalmers och en av artikelns huvudförfattare, i pressmeddelandet.
Forskarna undersökte hur de olika stegen i återvinningen påverkas av varandra. De jämförde också två olika metoder för termisk förbehandling – förbränning och pyrolys. I den sistnämnda används inte syre och den anses därför vara mer miljövänlig. Man kunde även konstatera att pyrolys ger ett bättre resultat.
Den här studien bidrar med ny, värdefull kunskap till alla som använder och utvecklar den här tekniken. Metoden som vi presenterar kan användas för att optimera återvinningen av alla slags lithiumjonbatterier, säger Martina Petranikova, docent på institutionen för kemi och kemiteknik på Chalmers, ledare för forskargruppen, i pressmeddelandet.
Om återvinningen av elbilsbatterier ska hålla jämna steg med nyproduktionen måste kostnaderna reduceras radikalt, säger forskarna.
Vi behöver minska antalet steg som krävs i återvinningen för att få ner kostnaderna. Just nu arbetar vi med flera projekt med det målet. Ett nära samarbete och en god kommunikation mellan oss forskare och företagen som utvecklar tekniken kommer också vara mycket viktig om vi ska lyckas med utmaningarna som vi står inför på det här området, säger Martina Petranikova, i pressmeddelandet.
Ett aktuellt exempel gäller utvecklingen av solid state batteries. De batterierna innehåller betydligt fler olika metaller, vilket gör återvinningen mycket svårare.
Som forskare ser vi ett stort behov av att komma överens om en global standard för ett maxantal metaller i de här batterierna, säger Martina Petranikova, i pressmeddelandet.
