Aalto-yliopistossa on kehitetty hydrometallurgisen kierrätysprosessin, jossa akkumetallit erotellaan litiumioni- ja nikkelimetallihydridiakkujätteestä liuottamalla. Prosessissa saadaan tarkkaan talteen mangaani, nikkeli, koboltti, litium ja harvinaiset maametallit.
Tulos on merkittävä. Nykyisin akkujen kierrätyksessä käytetään usein sulatusta, jossa tyypillisesti menetetään litium ja osa muista raaka-aineista.
Tutkimusryhmää johtaneen apulaisprofessori Mari Lundströmin mukaan kierrätyksen omat ympäristövaikutukset ovat usein olleet kierrätyksen sokea piste. - Kierrätyksen täytyy olla todennetusti ekologisempaa kuin raaka-aineiden primäärituotanto, jotta se kannattaa, Lundström sanoo.
Tuoreessa Resources, Conservation and Recycling -lehdessä julkaistussa 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.
- Elinkaarianalyysi myös tunnistaa ongelmakohdat, joissa kierrätystä voidaan kehittää. Huomasimme esimerkiksi, että natriumhydroksidin käyttäminen neutralointikemikaalina nostaa tutkimamme prosessin ympäristökuormitusta huomattavasti, sanoo Aalto-yliopiston tohtorikoulutettava Marja Rinne.
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. Viime vuonna julkaistu Suomen akkustrategia pyrkii nostamaan Suomen akkujen kierrätyksen ja vastuullisen raaka-ainetuotannon kärkimaaksi.
Mari Lundströmin mukaan nyt on otollinen aika kehittää vaihtoehtoisia kierrätysmenetelmiä, sillä kovaa vauhtia yleistyvien sähköautojen myötä akkujätteen määrä kasvaa räjähdysmäisesti.
Kuva: Valeria Azovskaya / Aalto-yliopisto.
