Kredit: CC0 Public Domain
Återvinning av elbilsbatterier kan vara enklare, billigare och mer miljövänligt, enligt en ny vetenskaplig artikel från Chalmers tekniska högskola, som beskriver en optimerad återvinningsprocess. Forskningen, publicerad i tidskriften Waste Management, har utförts av några av världens främsta experter på området, och representerar ett viktigt steg mot framtidens elektromobilitetssamhälle.
När användningen av elfordon (EV) ökar, blir återvinnings- och återvinningsprocesser för elbilsbatterier och de kritiska råmetaller som används i deras produktion ett allt viktigare forskningsområde. En metod som för närvarande väcker stort intresse är en kombination av termisk förbehandling och hydrometallurgi, där vattenkemi används för att återvinna metallerna. Flera företag utvecklar system som kommer att använda denna kombination, men forskarna vid Chalmers tekniska högskola upptäckte att dessa företag använder vitt skilda temperaturer och tider i sina processer och att det fanns ett stort behov av en jämförande studie för att fastställa optimal värmebehandling och hydrometallurgisk process för återvinning av litiumjonbatterier.
Rumstemperatur och 30 minuter kan räcka
Ett nyckelresultat i den nya studien var att den hydrometallurgiska processen kan utföras vid rumstemperatur. Detta är något som inte tidigare testats, men som kan ge stora fördelar i form av minskad miljöpåverkan och lägre kostnader för återvinning av batterierna. Processen kan också genomföras betydligt snabbare än man tidigare trott.
”Vår forskning kan göra en enorm skillnad för utvecklare inom det här området. I vissa fall kan det vara så mycket som att sänka temperaturen från mellan 60 och 80 grader Celsius, ner till rumstemperatur och från flera timmar till bara 30 minuter, säger Burcak Ebin, forskare vid institutionen för kemi och kemiteknik på Chalmers och en av huvudförfattarna till artikeln.
Forskarna undersökte hur de olika stegen – termisk förbehandling och hydrometallurgi – påverkas av varandra. En viktig jämförelse gjordes mellan två olika tillvägagångssätt för termisk förbehandling, förbränning eller pyrolys. Den senare är utan syre och anses vara mer miljövänlig och forskarna konstaterade att detta gav bäst resultat.
“För att möta det enorma behovet av batteriåtervinning som kommer måste de processer som för närvarande används göras så effektiva och effektiva som möjligt, så denna studie erbjuder ovärderlig kunskap för tillverkare och operatörer av denna teknik. De metoder vi presenterar kan också användas för att optimera återvinningen av alla typer av litiumjonbatterier”, förklarar Martina Petranikova, docent vid institutionen för kemi och kemiteknik på Chalmers, som också har arbetat med Northvolt, en av Europas största batteritillverkare, hjälpa till att utveckla och implementera deras återvinningsprocesser.
Fortsatt optimering avgörande för fältet
Om återvinningen av elbilsbatterier ska nå de volymer som krävs för framtiden måste kostnaderna minskas radikalt. Att förbättra processerna är därför en avgörande utmaning.
”För att minska kostnaderna måste vi minska stegen i återvinningsprocessen. Vi arbetar med flera projekt med det syftet just nu och nära samarbeten och god kommunikation mellan forskare och utvecklarna av tekniken kommer att vara oerhört viktigt för att vi ska lyckas med de utmaningar vi står inför”, säger Martina Petranikova.
Ett exempel på detta är synligt i samband med en ny trend som spridit sig bland tillverkarna av elbilsbatterier – solid state-batterier. Dessa batterier innehåller betydligt fler olika metaller, vilket gör återvinningen mycket svårare.
“Som forskare ser vi ett viktigt behov av att komma överens om en global standard för maximalt antal metaller i dessa batterier”, säger Martina Petranikova.
Är batteriåtervinning miljövänlig?
Mer information:
Martina Petranikova et al, Återvinning av kritiska metaller från EV-batterier via värmebehandling och urlakning med svavelsyra vid omgivningstemperatur, Avfallshantering (2021). DOI: 10.1016/j.wasman.2021.11.030 Tillhandahålls av Chalmers tekniska högskola
Citat:Fullkomna återvinningsprocessen för elfordonsbatterier (2022, 21 februari) hämtad 21 februari 2022 från https://techxplore.com/news/2022-02-electric-vehicle-battery-recycling.html
Detta dokument är föremål för upphovsrätt. Bortsett från all rättvis handel i syfte att privata studier eller forskning, får ingen del reproduceras utan skriftligt tillstånd. Innehållet tillhandahålls endast i informationssyfte.
