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関する新しい方法を報告した。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するため、高価で有害な化学物質は必要ない。
同大学によると、このプロセスによって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%回収できるという。また、ニッケル、コバルト、マンガンといった貴重な原材料の損失も最小限に抑えられる。
チャルマース工科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試みが行われました。具体的には、ボルボの電気自動車用バッテリーが対象でした。このプロセスは「コーヒーを淹れる」ように説明されていますが、実際にはもっと複雑です。シュウ酸処理で望ましい効果を得るには、温度、濃度、処理時間を正確に選択する必要があるからです。ちなみに、シュウ酸はルバーブやほうれん草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、同時にアルミニウムをすべて除去するのに適した条件は見つかっていませんでした。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るのです」と、同大学の化学科の大学院生であるリア・ルケット氏は説明する。
現在用いられている湿式冶金プロセスでは、鉄系物質を無機酸に溶解させる。その後、アルミニウムや銅などの「不純物」を除去し、コバルト、ニッケル、マンガン、リチウムなどの活性物質をそれぞれ回収する。
しかし、スウェーデンの研究者らは、残留するアルミニウムと銅が少量であっても、複数の精製工程が必要であり、その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る。研究者らは、この新しい方法を用いることで、工程の順序を逆にして、まずリチウムとアルミニウムを還元した。これにより、新しい電池の製造に必要な貴金属の無駄を減らすことができる。
次のステップはコーヒーを淹れる過程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状態ですが、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。「これらの金属は性質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、電池のリサイクルにおける有望な新しい方法であり、間違いなくさらに研究する価値があります」とルケット氏は述べています。
「無機化学物質に代わるものが必要です。今日のプロセスにおける最大のボトルネックの1つは、アルミニウムなどの残留物の除去です。これは、廃棄物管理業界に新たな選択肢を提供し、成長を阻害している問題を解決するのに役立つ革新的なアプローチです」と、同学科のマルティナ・ペトラニコワ教授は述べた。しかし、彼女は、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、今後数年以内に産業界で利用できるようになることを期待しています。」
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