Återvinner batterier snabbare och miljövänligare

I takt med att elektrifieringen av vårt samhälle ökar, ökar också mängden förbrukade batterier som måste hanteras. Nu har forskare vid KTH utvecklat en metod för att återvinna värdefulla metaller ur förbrukade litiumbatterier. I vissa fall har forskarna lyckats extrahera så mycket som 99 procent av metallinnehållet i batterierna.

Går det att utvinna metallerna ur ett litiumbatteri på halva tiden mot vad som normalt behövs? Går det med hjälp av syror som normalt sett återfinns i det stora flertalet hem världen över? Ja. Forskare vid KTH har lyckats.

I en vetenskaplig artikel som precis publicerat tidskriften Green Chemistry, visar KTH-forskaren Xiong Xiao som är postdoc vid avdelningen för fiber- och polymerteknologi på KTH, att det fungerar utmärkt med hjälp av ultraljud.

Xiong Xiao säger att metallutvinningen utförs på halva tiden jämfört med vad som normalt behövs
– Och vi får ut mer metalljoner än vad man normalt rapporterar i vetenskaplig litteratur. Vi gör det dessutom med svaga syror som ättiksyra och citronsyra i stället för svavelsyra, vilket är gynnsamt ur alla perspektiv när det kommer till både arbetsmiljö och hållbar utveckling, säger hon.

Forskarna har jobbat med världens vanligaste litiumjonbatterier, sådana som till exempel återfinns i bilar som Tesla och Iphone. De går under namnet NMC-batterier och innehåller förutom litium även nickel, kobolt och mangan. Forskarna har i vissa fall lyckats extrahera så mycket som 99 procent av metallinnehållet i batterierna.

Xiong Xiaos upptäckt är att hon med hjälp av ultraljud lyckats avlägsna behovet av kemikalier som man normalt använder, starka syror som är näst intill ohanterbara.
– Hon har genom omfattande studier kunna se vid vilka temperaturer och koncentrationer av de snällare syrorna som ultraljudet bäst hjälper till med utvinningen, säger Richard Olsson, forskarkollega och universitetslektor på avdelningen för Fiber- och polymerteknologi vid KTH.

Han lägger till att utvinningen, extraktionen, är ”residue layer migration controlled” vilket betyder att det är just i gränsytan på kornen i de krossade batterierna som flaskhalsen sitter för just extraktionen. Slutsatsen är att det är där som ultraljudet har en stor betydelse.
– Nu när vi rapporterat detta kan forskare i framtiden fokusera på att optimera ultraljudet ännu mer för just denna gränsyta. Till exempel med olika intensitet, frekvenser och så vidare, för ännu snabbare utvinning av de viktiga och dyra metallerna som vi vill återvinna, säger Richard Olsson.

Xiong Xiaos arbete är en del av PERLI (Processer för effektiv återvinning av litiumjonbatterier) projekt 48228-1 som finansieras av Energimyndigheten. Ytterligare en finansiär är batteriföretaget Northvolt.