Er genbrug af batterier miljøvenligt?

EU vil være hjemsted for 30 millioner elbiler i 2030, og Europa -Kommissionen forbereder hårde mål for genbrug af disse og andre batterier. Men virkningerne af genbrug af batterier, især for de store lithium-ion-batterier i elbilerne, der snart fylder vores gader, har været stort set ikke undersøgt.

I en ny undersøgelse, forskere ved Aalto University har undersøgt miljøeffekterne af en hydrometallurgisk genbrugsproces for elbilbatterier. Ved hjælp af simuleringsbaseret livscyklusanalyse, de overvejede energi- og vandforbrug, samt procesemissioner.

"Genbrugsprocesser for batterier udvikler sig stadig, så deres miljømæssige fodaftryk er endnu ikke undersøgt i detaljer. For at være gavnlig, genbrug skal bevises at være mere økologisk end at producere råvarer- vi kan ikke bare antage, at genanvendelse automatisk er bedre, selvom vi ved, at råstofudvinding har store miljøpåvirkninger, som højt energi- og vandforbrug, siger Mari Lundström, Adjunkt ved Aalto University.

Genbrug af batterier bruger ofte smeltning, som typisk mister lithium og andre råvarer. Nye hydrometallurgiske processer, som adskiller batterimetaller fra affald ved opløsning, muliggøre genvinding af alle metaller, men forbruge store mængder energi og kemikalier, og producerer ofte forurenet spildevand.

Ifølge resultaterne, kulstofaftrykket af råmaterialet opnået ved den undersøgte genbrugsproces er 38% mindre end det jomfruelige råmateriale. Forskellen er endnu større, hvis kobber og aluminium, der genvindes under mekanisk forbehandling, er inkluderet. Resultaterne peger også på problemområder.

"Livscyklusanalyse identificerer de områder, hvor genbrug kan forbedres. F.eks. vi bemærkede, at brug af natriumhydroxid som et neutraliserende kemikalie øger miljøbelastningen i vores proces betydeligt, ”siger Marja Rinne, en doktorand ved Aalto University.

Denne form for analyse, som forskerne siger har været sjældent gjort til genbrug af batterier, kan også udføres, før nye processer tages i brug. Det er nyttigt til at bestemme, hvordan bestemte valg eller procesparametre påvirker miljøpåvirkningen af ​​en proces, så det kan være et gavnligt beslutningsværktøj for både industrien og beslutningstagere.

"Simuleringsbaseret livscyklusanalyse kan bruges selv i designfasen af ​​genbrugsprocesser til at vurdere miljøpåvirkningen og finde de bedst mulige muligheder, «siger Lundström.

De potentielle fordele ved at finde de bedste genbrugsprocesser er betydelige; EU sigter mod at genbruge 70% af massebatteriaffaldet inden udgangen af ​​årtiet. Det sætter også mål for specifikke metaller, der bruges i batterier:95% kobolt, nikkel og kobber, og 70% af litium skal genbruges inden 2030. Det anslås, at det globale marked for genbrug af litiumbatterier vil være 19 milliarder værd inden 2030.

Ifølge Lundström, nu er det tid til at udvikle alternative genbrugsmetoder, da mængden af ​​batterispild vil skyde i vejret med den hurtige vækst i elbiler.

"Vi vil have et massivt behov for genbrug, og vi skal finde de mest levedygtige og økologiske genbrugsprocesser. Forskning i teknologiske innovationer og deres miljøpåvirkning går hånd i hånd, " hun siger.

I undersøgelsen, teamet vurderede også processens industrielle skalerbarhed og fremsatte anbefalinger til, hvordan man bedst kunne ændre processen i overensstemmelse hermed.