Uutiset

Onko akkukierrätys oikeasti ekologista? Tutkimus osoitti, että Aallon kierrätysprosessi nipistää akkumetallien hiilikuormasta ainakin 38 prosenttia

Sähköautojen yleistyminen lisää tarvetta tehokkaammalle kierrätykselle, mutta myös kierrätyksen omista ympäristövaikutuksista tarvitaan lisää tietoa, korostavat Aalto-yliopiston tutkijat.
Battery recycling_photo Valeria Azovskaya
Uusilla liuotukseen perustuvilla kierrätysprosesseilla voidaan saada akuista talteen yhä useampia raaka-aineita. Kuvassa akkukennosta on saatu punaista kobolttisuolaa ja sinivihreää nikkelisuolaa. Kuva: Valeria Azovskaya / Aalto-yliopisto.

EU tavoittelee teilleen 30 miljoonaa sähköautoa vuoteen 2030 mennessä. Tiensä päähän tulleet akut ovat ympäristölle haitallista jätettä mutta myös arvokasta raaka-ainetta uusille akuille. EU-komissio valmistelee uutta akkuasetusta, joka asettaa kovia tavoitteita akkujen kierrätykselle.

”Kierrätyksen omat ympäristövaikutukset ovat kuitenkin usein sokea piste. Kierrätyksen täytyy olla todennetusti ekologisempaa kuin raaka-aineiden primäärituotanto, jotta se kannattaa”, sanoo Aalto-yliopiston apulaisprofessori Mari Lundström.

Lundströmin tutkimusryhmä on kehittänyt hydrometallurgisen kierrätysprosessin, jossa akkumetallit erotellaan litiumioni- ja nikkelimetallihydridiakkujätteestä liuottamalla. Prosessissa saadaan tarkkaan talteen mangaani, nikkeli, koboltti, litium ja harvinaiset maametallit. Nykyisin akkujen kierrätyksessä käytetään usein sulatusta, jossa tyypillisesti menetetään litium ja osa muista raaka-aineista.

Tuoreessa 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 % 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.

Suomi pyrkii akkukierrätyksen edelläkävijäksi

EU:n tavoitteena on, että akkujätteen massasta saadaan kierrätettyä 70 % vuoteen 2030 mennessä. Akkumetalleille tullaan asettamaan metallikohtaiset tavoitteet: 2030 mennessä 95% koboltista, nikkelistä ja kuparista sekä 70% 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.

”Kierrätykselle tulee olemaan tosi iso tarve, ja meidän täytyy myös tietää, mikä tulevaisuuden prosesseista on paras. Aalto-yliopistossa teknologisten innovaatioiden ja niiden ympäristövaikutusten tutkimus kulkevat tiivisti käsi kädessä”, Lundström sanoo.

Tutkimus on julkaistu Resources, Conservation and Recycling -lehdessä.

M. Rinne, H. Elomaa, A. Porvali, M. Lundström, 2021. Simulation-based life cycle assessment for hydrometallurgical recycling of mixed LIB and NiMH waste, Resources, Conservation and Recycling, vol. 170, 105586, DOI: 10.1016/j.resconrec.2021.105586

Lisätietoja

Mari Lundström
Professori
puh. 040 4873 434
[email protected]

Marja Rinne
Tohtorikoulutettava
[email protected]

  • Julkaistu:
  • Päivitetty:

Lue lisää uutisia

Tutkimus ja taide Julkaistu:

Virtuaalinen kirjastokortti koekäytössä

Virtuaalinen kirjastokortti koekäytössä
Tie lumisessa talvimaisemassa iltahämärässä.
Mediatiedotteet Julkaistu:

Tutkija selvitti: Pakkasen pauke syntyy pääasiassa taivaalla

Yleisen luulon vastaisesti pakkasen pauke ei olekaan peräisin esimerkiksi puista tai rakennuksista.
Sarjakuvamainen kuvituskuva Solip Parkin tutkimusmenetelmistä
Palkinnot ja tunnustukset Julkaistu:

Tohtoriopiskelija Solip Parkin artikkeli saa kunniamaininnan CHI 2024 -konferenssissa

Tohtoriopiskelija Solip Parkin artikkeli on hiljattain herättänyt huomiota arvostetussa CHI 2024 -konferenssissa, saaden kunniamaininnan.
Skanskan kehitysjohtaja Jan Elfving esiintyy Rakennustekniikan päivässä 2024
Yhteistyö Julkaistu:

Rakennustekniikka kutsuu yrityksiä mukaan tulevaisuuden kehitystyöhön

Jo keväiseksi perinteeksi muodostunut rakennustekniikan laitoksen järjestämä sidosryhmätapahtuma Rakennustekniikan päivä pidettiin 25.4.2024 Dipolissa Otaniemessä.