Lappeenrannan LUT-yliopistossa on tehty edistysaskel käytettyjen akkujen litiumin, nikkelin ja koboltin talteenotossa. Väitöskirjatutkija Tobias Wesselborg on kehittänyt kaksi erilaista ratkaisua, jotka tehostavat arvokkaiden materiaalien talteenoton käytetyistä litiumakuista.
Tobias Wesselborg on tutkinut yliopistolla 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.
“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”, taustoittaa LUT:n väitöskirjatutkija Wesselborg .
Litiumakkujen kysynnän kova kasvu on tekemässä kriittisistä metalleista pulaa, joten akkumateriaalien kierrätys on entistä tarpeellisempaa. Varsinkin kun litiumioniakkujen raaka-aineet tulevat pääasiassa EU:n ulkopuolelta, joka tekee Euroopasta entistä riippuvaisemman niiden suhteen.
Wesselborg on kehittänyt LUT-yliopistolla litiumakkumateriaalien talteenottoa varten kahta vaihtoehtoista prosessointimenetelmää. Toinen menetelmistä on uuttoprosessi ja toinen ioninvaihtoprosessi. Molemmat ovat ns. hydrometallurgisia prosesseja, joissa aineet erotetaan toisistaan vesiliuosten avulla.
Niistä neste-nesteuuttoprosessin nerokkuus piilee esimerkiksi siinä, että litium otetaan talteen suoraan akkujätteen metalliseoksesta, jolloin talteenotto on hyvin tehokasta. Siinä litium erotetaan vesiliuoksesta ennen muiden metallien talteenottoa. Tämä on ilmeinen etu verrattuna tavanomaisiin prosesseihin, joissa litium erotetaan viimeisenä tai sitä ei eroteta lainkaan.
Lisäksi 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 ja häviöt ovat pienet.
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.
Tobias Wesselborgin väitöskirja tarkastetaan LUT-yliopistossa Lappeenrannassa ensi maanantaina 20.1.2025. Väitöstä voi seurata myös etänä (LINKKI).
Lisää: Väitöskirja (LINKKI).
Kuvituskuva: Shutterstock