Litiumbatterier inneholder verdifulle elementer som kobolt og nikkel, som produsentene \u00f8nsker \u00e5 resirkulere for gjenbruk, fordi det reduserer behovet for gruvedrift og prosessering, noe som igjen reduserer kostnadene og utslippene.<\/p>\n
Noen selskaper driver allerede med batterigjenvinning. De makulerer vanligvis brukte batterier til svart masse f\u00f8r de smelter eller l\u00f8ser den opp for \u00e5 utvinne metaller fra den.<\/p>\n
I takt med at litiumbatterier har blitt mer og mer allestedsn\u00e6rv\u00e6rende i moderne teknologi, har ogs\u00e5 resirkuleringen av dem \u00f8kt. Dette er spesielt viktig med tanke p\u00e5 at komponentene er sv\u00e6rt verdifulle og begrensede. Resirkulering av litiumbattericeller bidrar til \u00e5 redusere avfallsmengden og sparer energi som ellers ville g\u00e5tt med til \u00e5 produsere nye litiumbatterier. I tillegg gj\u00f8r resirkulering det mulig \u00e5 gjenbruke verdifulle r\u00e5varer, noe som reduserer behovet for nye r\u00e5varer.<\/p>\n
En metode for batterigjenvinning inneb\u00e6rer mekanisk knusing. Denne prosessen minner om gruvedrift, der r\u00e5materialer brytes ned i sm\u00e5 biter for videre bearbeiding; dette kan gj\u00f8res enten manuelt eller med spesialmaskiner. N\u00e5r fragmentene fra batterigjenvinningen er knust, kan de underkastes kjemisk separasjon, mekanisk separasjon og\/eller smelteprosesser f\u00f8r de kan tas i bruk igjen.<\/p>\n
Knusing er et viktig trinn i resirkuleringen av litiumionbatterier, og kan utf\u00f8res enten ved hjelp av v\u00e5t- eller t\u00f8rrknusing. V\u00e5tknusing kan v\u00e6re mer utfordrende fordi de ulike komponentene bindes tettere sammen enn \u00f8nskelig, mens t\u00f8rrknusing lar de selektive knuseegenskapene til brukte litiumbatterier komme til sin rett, slik at aktive katodematerialer frigj\u00f8res fra oppsamlingsaluminiumsfolien og lettere kan gjenvinnes i senere prosesser.<\/p>\n
Sortering er et annet viktig element i batterigjenvinning. Sortering kan bidra til \u00e5 fjerne noen av plastkomponentene som finnes i batteriene, og samtidig isolere metallkomponentene, slik at f\u00f8rstnevnte kan gjenbrukes, mens sistnevnte bestanddeler brukes til \u00e5 lage nye litiumbatterier. Sortering utf\u00f8res ofte ved hjelp av magneter som bidrar til \u00e5 skille ut enkeltdeler fra batteriene.<\/p>\n
Som en del av det siste trinnet i batterigjenvinningen skjer det mekanisk separering. Dette inkluderer luftsikting, knusing og sikting. Denne metoden har mange fordeler, for eksempel at man unng\u00e5r h\u00f8ye temperaturer samtidig som man gjenvinner noen av de mest kostbare komponentene, som nikkel og kobolt.<\/p>\n
P\u00e5 de fleste gjenvinningsanlegg for litiumbatterier blir brukte celler f\u00f8rst separert basert p\u00e5 kjemiske og fysiske egenskaper, f\u00f8r de sendes til et hydrometallurgisk prosessanlegg for utvinning av metaller i ionisk form fra svarte masser av katodematerialer og grafittanoder. Metallene separeres ved hjelp av sterke syrer eller oksidasjonsmidler til oksider, sulfater eller hydroksider, som senere selges tilbake til produsentene for gjenbruk i nye batterier.<\/p>\n
Noen batterigjenvinnere benytter ogs\u00e5 en prosess som kalles \"pyrometallurgi\". Det inneb\u00e6rer at brukte batterier varmes opp i en ovn ved 1500 grader C i tre til fire timer for \u00e5 brenne bort det meste av det karbonbaserte materialet og produsere blandede metallegeringer og slagg best\u00e5ende av kobber, nikkel, aluminium, mangan og kobolt. Dessverre krever denne metoden et betydelig energiforbruk, samtidig som den bare gjenvinner en liten andel av de verdifulle metallene som finnes i batteriene.<\/p>\n
Hydrometallurgi er en innovativ ny tiln\u00e6rming til batterigjenvinning som benytter vann i stedet for h\u00f8ye temperaturer for \u00e5 redusere metallionst\u00f8rrelsen ved \u00e5 l\u00f8se dem opp i syre og deretter trekke dem ut av l\u00f8sningen. Hydrometallurgi har mange fordeler n\u00e5r det brukes som en del av batterigjenvinning - mindre energiforbruk sammenlignet med b\u00e5de pyrometallurgi og mekaniske knusemetoder, i tillegg til at den egner seg for praktisk talt alle celledesign eller kjemiske sammensetninger.<\/p>\n
Northvolt og Redwood Materials har samlet inn milliarder av kroner fra b\u00e5de offentlige og private investorer for \u00e5 bygge store batterigjenvinningsanlegg i Nevada og Europa, ikke bare med tanke p\u00e5 profitt, men ogs\u00e5 for \u00e5 minimere milj\u00f8p\u00e5virkningen gjennom reduksjon av karbonutslipp og kostnadskutt i gjenvinningsprosessen.<\/p>\n
Biolakking, der man bruker mikroorganismers metabolske produksjon til \u00e5 l\u00f8se opp avfallsmaterialer fra batterier, er en annen lovende metode for b\u00e5de \u00e5 redusere kostnadene og \u00f8ke gjenvinningsgraden. Forskere fra University of California brukte Acidithiobacillus ferrooxidans kjemolitotrofe bakterier til \u00e5 lakke ut brukt LiCoO2-katodemateriale fra litiumbatterier. Testene viste at de produserte svovelsyre og jernioner, som deretter kunne utvinnes fra avfallsmaterialet for gjenvinningsform\u00e5l.<\/p>\n
N\u00e5r batterier resirkuleres, m\u00e5 man forhindre at det oppst\u00e5r sigevann, en prosess der regnvann filtreres gjennom avfallsmaterialer og forsurer jordsmonnet, forgifter plantelivet og forurenser grunnvannet. For \u00e5 lykkes med dette m\u00e5 gjenvinningsbedriftene s\u00f8rge for at batteriene er helt utladet f\u00f8r de g\u00e5r inn i resirkuleringsprosessen, ellers kan kjemikalier og metaller som finnes i battericellene slippe ut i milj\u00f8et og true plantelivet og vannforsyningen. For \u00e5 bekjempe effektene av sigevann m\u00e5 gjenvinningsbedriftene s\u00f8rge for at batteriene er helt utladet f\u00f8r de resirkuleres, ellers kan kjemikalier og metaller i battericellene slippe ut i milj\u00f8et og forurense b\u00e5de \u00f8kosystemer og grunnvannskilder. For \u00e5 hindre at det oppst\u00e5r sigevann, m\u00e5 gjenvinningsbedriftene s\u00f8rge for at batteriene er helt utladet f\u00f8r de g\u00e5r inn i resirkuleringsprosessen for \u00e5 minimere de negative milj\u00f8konsekvensene og sikre at det ikke oppst\u00e5r milj\u00f8farer under resirkuleringsprosessen - hvis ikke, kjemikaliene i cellene kan sive ut i milj\u00f8et gjennom lekkasje til vannveier og for\u00e5rsake forgiftning av plantelivet mens de forurenser grunnvannet forurensning gjennom lekkasje til grunnvannskilder eller ved \u00e5 filtrere regnvann filtrering gjennom avfallsmaterialer og forsure jorden forsuret grunnvannet forurensning og dermed forgifte plantelivet mens de forurenser grunnvannet forurensning gjennom avfallsmaterialer filtrert gjennom regnvann filtreres gjennom avfall filtreres gjennom avfall filtreres i grunnvannet forurenset forsuret jorden forsuringsprosessen for \u00e5 kontrollere dette problemet helt utladet f\u00f8r de g\u00e5r inn i resirkuleringsprosessen ellers lekker de ut, kan giftige metaller inni lekke ut i milj\u00f8et gjennom cellene og ut i milj\u00f8et via cellelekkasje til grunnvannskilder eller verre! For \u00e5 bekjempe dette m\u00e5 resirkuleringen sikre at batteriene er helt utladet f\u00f8r de g\u00e5r inn i resirkuleringsprosessen for \u00e5 minimere lekkasje til grunnvannskilder, og dermed forurense grunnvannskildene f\u00f8r de forsurer grunnvannskildene og forgifter grunnvannskildene; slik at resirkulerte batterier m\u00e5 forsure grunnvannsforurensning i l\u00f8pet av transport til grunnvannskilder som lekker gjennom for \u00e5 bryte ned prosessen f\u00f8r forsurede grunnvannskilder f\u00f8r de g\u00e5r inn i resirkulering i en annen resirkuleringsprosess, slik at milj\u00f8skader p\u00e5 denne m\u00e5ten fra inne i cellene f\u00f8r de g\u00e5r inn i resirkuleringsprosessen og etterlater en eller annen form for lekkasje til grunnvannskilder som lekkasje ut lekkasje via lekkasje til grunnvannskilder f\u00f8r de g\u00e5r inn i resirkuleringsprosessen for \u00e5 sikre at batteriene er helt utladet f\u00f8r de g\u00e5r inn i resirkuleringsprosesser, ellers vil lekkasje p\u00e5 annen m\u00e5te skje fordi kjemikaliene og metallene ellers lekker ut i milj\u00f8et p\u00e5 grunn av lekkasje f\u00f8r de g\u00e5r inn i resirkulering, m\u00e5 gjenvinnere sikre milj\u00f8et etter at de har kommet inn i resirkuleringen, slik at gjenvinnere m\u00e5 s\u00f8rge for \u00e5 forhindre lekkasje der ute, ellers vil lekkasje fra celle til celle kunne lekke ut, slik at lekkasje kan lekke ut p\u00e5 denne m\u00e5ten, ellers kan det lekke ut til.<\/p>\n
Hydrometallurgi, som er den prim\u00e6re metoden for batterigjenvinning, inneb\u00e6rer demontering, fragmentering og smelting eller oppl\u00f8sning av materialer ved h\u00f8y varme for \u00e5 produsere en pulveraktig, svart masse best\u00e5ende av katodemetaller (nikkel, mangan og kobolt) blandet med litiumhydroksid eller -karbonat, som deretter kan brukes til \u00e5 produsere nye litiumionebatterier eller selges som r\u00e5materiale til andre batteriprodusenter.<\/p>\n
Resirkuleringsbedriftene erkjenner at det er kostbart og energikrevende \u00e5 resirkulere batterier, s\u00e5 for \u00e5 redusere milj\u00f8p\u00e5virkningen har de utviklet innovative teknikker for \u00e5 gj\u00f8re prosessen mer kostnadseffektiv. Noen har utviklet mer sofistikerte metoder som bruker kjemiske reaksjoner i stedet for h\u00f8ye temperaturer for \u00e5 gjenvinne katodemetaller. Dette gj\u00f8r det mulig for gjenvinnere \u00e5 utnytte ulike batterikjemikalier samtidig som de unng\u00e5r kostnadene forbundet med \u00e5 smelte eller l\u00f8se opp materialer i v\u00e6ske.<\/p>\n
Northvolt, en svensk operat\u00f8r av batterigjenvinningsanlegg, har etablert et gjenvinningsanlegg i Skellefte\u00e5 og vil \u00e5pne et nytt i n\u00e6rheten av produksjonsanlegget i Quebec i 2024 ved hjelp av Revolt Ett-teknologien - som omdanner nikkel-, mangan- og koboltsulfater til hydroksider ved hjelp av hydrometallurgiske prosesser; deretter kan disse resirkulerte materialene enten brukes til \u00e5 lage Northvolts egne nye batterier eller selges til andre batteriprodusenter for gjenvinning.<\/p>\n
Northvolts Revolt Ett-anlegg kan h\u00e5ndtere de fleste batterikjemier, med hovedfokus p\u00e5 batterier som inneholder nikkel og kobolt, ettersom disse materialene er vanskeligere \u00e5 f\u00e5 tak i enn litiumioner som brukes i batterier. Northvolt arbeider med andre metoder som vil gj\u00f8re det mulig \u00e5 resirkulere flere batterikomponenter - som polymerhus og anoder - p\u00e5 en effektiv m\u00e5te.<\/p>\n
Forskerne har ogs\u00e5 gjort fremskritt n\u00e5r det gjelder \u00e5 renovere katoder, den delikate krystallen som forsyner batteriene med riktig spenning. En studie publisert i Joule viste at batterier med resirkulerte katoder fungerte like effektivt som batterier laget av nye katoder.<\/p>\n
Direkte resirkulering er en metode som direkte gjenvinner, regenererer og gjenbruker batterikomponenter uten f\u00f8rst \u00e5 demontere den kjemiske strukturen. Direkte resirkulering er en ny metode for resirkulering av litiumionebatterier (LIB), og den kan \u00f8ke resirkuleringseffektiviteten betydelig og samtidig minimere det \u00f8konomiske og milj\u00f8messige fotavtrykket. Direkte resirkulering har vist seg \u00e5 v\u00e6re mer verdt enn pyrometallurgi eller hydrometallurgi n\u00e5r det gjelder kostnadseffektivitet, energieffektivitet, b\u00e6rekraft og bevaring av materialstrukturen, noe som forkorter den totale resirkuleringsveien og samtidig forbedrer kvaliteten p\u00e5 de regenererte materialene.<\/p>\n
Men denne strategien st\u00e5r overfor en rekke barrierer som hindrer den praktiske gjennomf\u00f8ringen, fra demontering, sortering og separasjonsprosesser til teknologiske begrensninger og samfunnsmessige bekymringer.<\/p>\n
B\u00e5de forskere og resirkuleringsfirmaer jobber hardt for \u00e5 utvikle forbedrede teknikker for direkte resirkulering som sikrer kommersiell levedyktighet, for eksempel Kyburz' sveitsiske prosess for \u00e5 sage opp utrangerte batterier ved hjelp av en innovativ strippeteknikk og deretter omforme elektrodene til nye celler, noe som gj\u00f8r denne metoden mer effektiv enn tradisjonelle fragmenterings- og separasjonsmetoder.<\/p>\n
Denne prosessen er tilpasset ulike LIB-cellekjemier, samt katode- og anodematerialer. Teknologien skal \u00f8ke effektiviteten i batteriproduksjonen og samtidig redusere gruvedrift og prosessering, som vanligvis er kostbart, ressurskrevende og milj\u00f8skadelig.<\/p>\n
Det b\u00f8r ogs\u00e5 vurderes hvordan disse teknologiene kan p\u00e5virke en sirkul\u00e6r \u00f8konomi. Batteriprodusentene m\u00e5 prioritere resirkulering, fremme standardisering og implementere protokoller for deling av informasjon. P\u00e5 denne m\u00e5ten kan man redusere avfallet og samtidig skape en effektiv forsyningskjede som leverer viktige r\u00e5materialer til den globale batteriproduksjonsindustrien. Bedrifter som er interessert i \u00e5 samarbeide med Argonne om dette arbeidet, kan kontakte Jeff Spangenberger, Research Group Leader for Materials Recycling and Reactions Group ved Argonne National Laboratory. Argonne National Laboratory tilbyr l\u00f8sninger p\u00e5 presserende nasjonale problemer innen vitenskap og teknologi gjennom grunnleggende og anvendt forskning innen praktisk talt alle vitenskapelige disipliner. Drives av UChicago Argonne LLC p\u00e5 vegne av Department of Energy Office of Science.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Litiumbatterier inneholder verdifulle elementer som kobolt og nikkel som produsentene \u00f8nsker \u00e5 resirkulere for gjenbruk, fordi det reduserer behovet for gruvedrift og prosessering, noe som igjen reduserer kostnadene og utslippene. Noen selskaper driver allerede med batterigjenvinning. De makulerer vanligvis brukte batterier til svart masse f\u00f8r de smelter eller l\u00f8ser den opp for \u00e5 trekke ut metaller fra ...<\/p>\n