Aalto-yliopiston kehittämä akkujen kierrätysmenetelmä vähentää päästöjä

Sähköautojen myötä yleistyvät isot akut tarvitsevat tehokasta kierrätystä, jonka ympäristöhaitat on tutkittu. Vaihtoehtoisten kierrätysprosessien kehittämisellä on kiire, sillä akkujätteen määrä kasvaa nopeasti ja Suomi pyrkii vastuullisen akkukierrätyksen kärkimaaksi. Aalto-yliopistossa kehitetty liuottamiseen pohjautuva kierrätysprosessi pienentää akkumetallien hiilijalanjälkeä merkittävästi verrattuna neitseellisiin raaka-aineisiin.

31.3.2021 | Tiede & Teknologia

EU:ssa pyritään hillitsemään liikenteen päästöjä sähköautojen avulla. Tavoitteena on 30 miljoonaa sähköautoa vuoteen 2030 mennessä. Autojen akut ovat ympäristölle haitallista jätettä mutta myös arvokasta uusien akkujen raaka-ainetta.

”Kierrätyksen omat ympäristövaikutukset ovat kuitenkin usein sokea piste. Kierrätyksen täytyy olla todennetusti ekologisempaa kuin raaka-aineiden primäärituotanto, jotta se kannattaa”, sanoo Aalto-yliopiston apulaisprofessori Mari Lundström.

Lundströmin tutkimusryhmä on kehittänyt hydrometallurgisen kierrätysprosessin, jossa akkumetallit erotellaan litiumioni- ja nikkelimetallihydridiakkujätteestä liuottamalla.

Liuotukseen perustuvalla mentelmällä saadaan yhä useampia raaka-aineita tarkkaan talteen: mangaania, nikkeliä, kobolttia, litiumia ja harvinaisia maametalleja. Tällä hetkellä käytössä on sulatusmenetelmä, jossa tyypillisesti menetetään litium ja osa muista raaka-aineista.

Tuoreessa tutkimuksessa ryhmän tutkijat selvittivät kierrätysprosessin ympäristöjalanjälkeä yksityiskohtaisesti elinkaarianalyysin avulla. Menetelmällä saatiin aiempaa tarkempaa tietoa kierrätyksen ympäristövaikutuksista, kuten energiankulutuksesta, vesitaseesta ja prosessin päästöistä.

Tutkimuksen mukaan prosessilla saadun raaka-aineen hiilijalanjälki on 38 prosenttia pienempi kuin neitseellisen raaka-aineen. Ero on vielä huomattavasti suurempi, jos mukaan lasketaan mekaanisessa esikäsittelyssä talteen otetut kupari ja alumiini.

”Käyttämämme metodologian avulla voidaan arvioida aiempaa tarkemmin kierrätysprosessien ympäristövaikutuksia jopa niiden suunnitteluvaiheessa ja löytää parhaat mahdolliset vaihtoehdot”, Lundström sanoo.

Suomen akkustrategia: vastuullisuutta ja kierrätystä

Suomen kansallinen akkustrategia julkistettiin tammikuussa. Sen mukaan Suomi haluaa edelläkävijäksi kestävässä akkutuotannossa ja akkujen kierrättämisessä. Strategian ytimenä on kiertotalousajattelu.

“Nyt on otollinen aika kehittää vaihtoehtoisia kierrätysmenetelmiä, sillä kovaa vauhtia yleistyvien sähköautojen myötä akkujätteen määrä kasvaa räjähdysmäisesti.”

EU:n tavoitteena on, että akkujätteen massasta saadaan kierrätettyä 70 prosenttia vuoteen 2030 mennessä. Akkumetalleille tullaan asettamaan metallikohtaiset tavoitteet: 2030 mennessä 95 prosenttia koboltista, nikkelistä ja kuparista sekä 70 prosenttia litiumista tulee kierrättää.

Arvioiden mukaan litiumakkujen kierrätysmarkkinan koko olisi maailmanlaajuisesti noin 19 miljardia vuoteen 2030 mennessä.

Kierrätysmarkkinat toimivat tällä hetkellä huonosti, ja akkujen sisältämiä, arvokkaita raaka-aineita päätyy jätteeksi.

Tutkimus on julkaistu Resources, Conservation and Recycling -lehdessä: Rinne, H. Elomaa, A. Porvali, M. Lundström, 2021. Simulation-based life cycle assessment for hydrometallurgical recycling of mixed LIB and NiMH waste, Resources, Conservation and Recycling, vol. 170, 105586, DOI: 10.1016/j.resconrec.2021.105586

Leena Brandt/Verde

31.3.2021 13:26

0 kommenttia

Lähetä kommentti