Forskare på Linnéuniversitetet har utvecklat ett miljövänligt lösningsmedel som gör det möjligt att effektivt återvinna 97 procent av kobolten i litiumjonbatterier. Forskarna ser goda möjligheter till storskalig tillämpning.
I laboratoriemiljö har forskarna lyckats utvinna över 97 procent av koboltinnehållet i ett stycke litiumkoboltoxid som tillbringat två dygn i upphettad lösningsvätska.
Av råvaran tillverkades nya batterier. De bibehöll sin effekt.
Metoden adresserar två problem: höga energikostnader och hälsofarliga biprodukter.
Ian Nicholls |
– I vårt fall är reaktionen som mest effektiv redan vid 180 grader Celsius, vilket gör metoden mycket mer energieffektiv än dagens kommersiella lösningar, till exempel pyrometallurgi, som behöver extrema temperaturer, ofta högre än 1400 grader, berättar professor Ian Nicholls.
Han och Subramanian Suriyanarayanan är två av forskarna bakom resultatet, som publicerats i tidskriften ACS Omega med titeln ”Highly Efficient Recovery and Recycling of Cobalt from Spent Lithium–Ion Batteries Using an N-Methylurea–Acetamide Nonionnic Deep Eutectic Solvent”.
Litiumkoboltoxiden löses upp i en kombination av acetamid och ureaderivat. Acetamid kan lätt framställas av ättiksyra. Urea finns naturligt i urin.
– Kombinationen av lättillgängliga, relativt harmlösa ämnen och energisnålhet gör att vår metod har potential att fungera även i stor skala, säger Ian Nicholls.
Lösningsvätskan har utvecklats sedan 2013.
De nya batterierna tillverkades i samarbete med forskare vid Indian Institute of Technology Madras i Chennai i Indien.
Subramanian Suriyanarayanan och Ian Nicholls.
BILDER: Joakim Palmqvist
Tre sätt att återvinna metallerMetaller kan utvinnas med hjälp av pyrometallurgi, hydrometallurgi och biometallurgi. De kan användas var för sig eller tillsammans. Pyrometallurgi separerar metaller vid mycket höga temperaturer, ofta över 1400 grader Celsius. Det är den mest utvecklade metoden, men uppvärmningen innebär höga energikostnader och risk för skadliga gaser. Hydrometallurgi utvinner löser ut metaller i kemiska vätskeblandningar. Metoden innebär mindre risk för skadliga gaser, men kräver generellt mycket farliga kemiska föreningar som riskerar att släppas ut. Biometallurgi använder bakterier för att skilja ut metallerna. Processen kräver generellt ytterligare ämnen för att påskynda reaktionen, och dras med problem både gällande effektivitet, kostnad och miljörisker. FAKTA: Linnéuniversitetet |