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:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

Hands touching the surface of the rippling water.
Yhteistyö, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Sustainability Science Days 2023: Esitelmäkutsu

Esitelmäkutsu SSD 2023 konferenssiin on nyt avoinna!
SemiSummer2023 Kampanja banneri
Yhteistyö, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Puolijohdealan kesätyöpaikkoja avoinna tutkimusryhmissä

Puolijohdealan kasvu ja sen investoinnit Suomessa lisäävät myös osaajien tarvetta. Neljän puolijohdealan yrityksen Picosun, an Applied Materials Companyn, Okmeticin, Muratan ja KYOCERA Tikitin lahjoituksen turvin Aalto-yliopisto tarjoaa mielenkiintoisia kesätyöpaikkoja Sähkötekniikan ja Kemian tekniikan korkeakouluissa kesällä 2023. Semi-Summer 2023 -ohjelman kesätyöpaikat tarjoavat mahdollisuuden kartuttaa osaamista, jota tarvitaan kasvavalla ja kansainvälisellä alalla.
Venla Kaislo Sähkötekniikan päivä -tapahtumassa. Kuva: Filmbutik.
Opinnot Julkaistu:

Opiskelija Venla Kaislo: Odotan innolla kaikkea siistiä, mitä pääsen tulevaisuudessa tekemään

Bioinformaatioteknologiaa ensimmäistä vuotta opiskeleva Venla on ollut yllättynyt siitä, kuinka aktiivinen opiskelijaelämä Aalto-yliopistossa on.
Cover for workshops within LuoTo -project.
Yhteistyö, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Millainen on luovien alojen kestävä tulevaisuus? Osallistu työpajoihin ja vaikuta!

Osallistu LuoTo-hankkeen työpajoihin keväällä 2023 ja tule pohtimaan ja ideoimaan yhdessä, miltä luovien alojen kestävä tulevaisuus näyttää ja millaisin askelin sitä kohti kuljetaan.