LUTin väitöskirjatutkija Tobias Wesselborg on tutkinut arvokkaiden metallien, kuten litiumin, nikkelin ja koboltin, talteenottoa käytetyistä litiumioniakuista. Toistaiseksi etenkään litiumia ei juurikaan pystytä ottamaan talteen, joten teollisuudessa on huutava tarve uusille ratkaisuille.
Litiumioniakkuja käytetään esimerkiksi älypuhelimissa ja sähköautoissa. Koska akkujen kysyntä kasvaa voimakkaasti yhteiskunnan sähköistyessä, voi kriittisistä metalleista tulla pulaa. Litiumioniakkujen raaka-aineet tulevat pääasiassa EU:n ulkopuolelta, mikä lisää teollisuuden riippuvuutta EU:n ulkopuolisista maista.
“Käytettyjen litiumioniakkujen kierrätyksen parantaminen ja arvokkaiden metallien talteenotto EU:ssa on tästä syystä ensiarvoisen tärkeää. Litiumioniakkujen käyttöikä on lyhyt, ja käytetyistä akuista voidaan saada raaka-ainetta uusiokäyttöön. Samalla ehkäistään ympäristöhaittoja”, Wesselborg painottaa.
Uusilla menetelmillä metallit saadaan talteen tehokkaasti ja puhtaasti
Wesselborg kehitti väitöstutkimuksessaan kahta uutta, vaihtoehtoista prosessointimenetelmää. Toinen tutkituista menetelmistä on uuttoprosessi ja toinen ioninvaihtoprosessi. Molemmat ovat hydrometallurgisia prosesseja, joissa aineet erotetaan toisistaan vesiliuosten avulla.
Tutkitun neste-nesteuuttoprosessin nerokkuus piilee siinä, että litium otetaan talteen suoraan akkujätteen metalliseoksesta, jolloin talteenotto on hyvin tehokasta. Litium erotetaan vesiliuoksesta ennen muiden metallien talteenottoa. Tämä on ilmeinen etu verrattuna tavanomaisiin prosesseihin, joissa litium erotetaan viimeisenä tai sitä ei eroteta lainkaan.
Epäpuhtaudet, kuten alumiini, rauta, kupari ja mangaani, poistetaan puolestaan tavallisesti saostamalla, mutta sen ongelmana on myös litiumin, nikkelin ja koboltin osittainen saostuminen. Tutkitun jatkuvan ioninvaihtoprosessin avulla nämä epäpuhtaudet voidaan poistaa selektiivisesti, jolloin talteenotetun litiumin, nikkelin ja koboltin puhtaus on korkea ja häviöt ovat pienet.
Tilaa Curious People -uutiskirje
Tilaamalla uutiskirjeemme saat sähköpostiisi noin 1–2 kertaa kuukaudessa luettavaa tutkimuksestamme puhtaaseen energiaan, ilmaan ja veteen sekä kestävään liiketoimintaan liittyen.
Wesselborgin tutkimustulokset ovat hyödyllisiä akkuvalmistajille ja kierrätysyrityksille, jotka pyrkivät kierrättämään yhä suuremman osan raaka-aineistaan sekä varmistamaan raaka-ainehankinnan kestävyyden ja luotettavuuden myös tulevaisuudessa. Myös muu metalliteollisuus voi hyötyä väitöskirjassa tutkitusta hydrometallurgisesta monikolonni-ioninvaihtoprosessista.
Lisätietoja:
Tobias Wesselborg
Wesselborgin väitöskirja tarkastetaan 20. tammikuuta 2022 klo 12 Lappeenrannassa.
