スウェーデンのチャルマース工科大学は、電気自動車用バッテリーのリサイクルに新たな方法を報告しました。このプロセスでは、植物界に存在する有機酸であるシュウ酸を使用しているため、高価で有害な化学物質は不要です。
同大学によると、このプロセスでは電気自動車用バッテリーからアルミニウムを100%、リチウムを98%回収できる。また、ニッケル、コバルト、マンガンなどの貴重な原材料の損失も最小限に抑えられる。
チャルマース大学のバッテリーリサイクル研究所では、バッテリーの重要な活性物質の粉末混合物であるブラックマターをシュウ酸で処理する研究が行われました。具体的には、ボルボの電気自動車用バッテリーについてです。論文では、このプロセスを「コーヒーを淹れる」と表現しています。しかし実際には、シュウ酸処理で望ましい効果を得るには、温度、濃度、時間を正確に調整する必要があるため、処理ははるかに複雑です。ちなみに、シュウ酸はルバーブやホウレンソウなどの植物に含まれています。
「これまで、シュウ酸を用いてこれほど大量のリチウムを分離し、アルミニウムを完全に除去する適切な条件を見出した人は誰もいません。すべての電池にはアルミニウムが含まれているため、他の金属を失うことなくアルミニウムを除去できる必要があります」と、同学科の大学院生であるリア・ルーケット氏は説明する。
現在使用されている湿式製錬プロセスでは、鉄系物質を無機酸に溶解します。その後、アルミニウムや銅などの「不純物」が除去され、コバルト、ニッケル、マンガン、リチウムなどの活性物質がそれぞれ回収されます。
しかし、スウェーデンの研究者たちは、たとえ少量のアルミニウムと銅が残っていても、複数の精製工程が必要となり、各工程でリチウムが失われる可能性があると指摘しています。新しい方法を用いることで、研究者たちは順序を逆にし、リチウムとアルミニウムを最初に還元しました。これにより、新しいバッテリーの製造に必要な貴金属の無駄を削減できます。
次のステップはコーヒーを淹れることに例えることができます。アルミニウムとリチウムは液体ですが、残りの金属は「固体」のままです。このプロセスの次のステップは、アルミニウムとリチウムを分離することです。「これらの金属は特性が大きく異なるため、分離は難しくないと考えています。私たちの方法は、バッテリーをリサイクルする有望な新しい方法であり、今後さらに研究する価値は間違いなくあります」とルーケット氏は述べています。
「無機化学物質の代替手段が必要です。今日のプロセスにおける最大のボトルネックの一つは、アルミニウムなどの残留物質の除去です。これは革新的なアプローチであり、廃棄物管理業界に新たな代替手段を提供し、成長を阻害している問題の解決に貢献できるでしょう」と、同学科の教授は述べた。しかし、マルティナ・ペトラニコワ氏は、この方法にはさらなる研究が必要だと付け加えた。「この方法はスケールアップが可能なので、今後数年間で産業界で活用できるようになることを期待しています。」
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