チャルマース工科大学の研究者らは、電気自動車用バッテリーから金属をリサイクルする新しい効率的な方法を提案した。この方法は、使用済みEVバッテリーからアルミニウムを100%、リチウムを98%回収する。これにより、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を最小限に抑えることができる。研究者らは植物界にも存在するシュウ酸を使用するため、このプロセスには高価で有害な化学物質は必要ない。
これまでのところ、シュウ酸を用いてこの量のリチウムを分離し、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ない。チャルマース工科大学化学・化学工学科の博士課程学生であるリア・ルケット氏は、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はずだと述べている。
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、リア・ルケット氏と研究リーダーのマルティナ・ペトラニコワ氏が、新しい方法の仕組みを実演した。研究所には使用済みの自動車用バッテリーが保管されており、ドラフトチャンバー内には、シュウ酸という透明な液体に溶けた、細かく粉砕された黒い粉末状の物質があった。リア・ルケット氏は、液体と粉末を混ぜるために、キッチンブレンダーのようなものを使用している。コーヒーを淹れるように単純に見えるが、この方法は独特で、最近発表された科学的ブレークスルーである。研究者たちは、温度、濃度、時間を微調整することで、ルバーブやほうれん草などの植物にも含まれる環境に優しい成分であるシュウ酸を使用した新しいレシピを開発した。
現在使用されている無機化学物質に代わるものが求められている。さらに、現代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の除去である。チャルマース工科大学化学・化学工学科の准教授であるマルティナ・ペトラニコワ氏は、これはリサイクル業界に新たな選択肢を提供し、発展を阻害する問題の解決に役立つ革新的なアプローチだと述べた。
液体ベースの処理方法は湿式冶金と呼ばれます。従来の湿式冶金では、アルミニウムや銅などの材料から「不純物」を最初に除去し、その後、リチウム、コバルト、ニッケル、マンガンなどの貴金属を利用できるようになります。アルミニウムと銅の残存量はごくわずかですが、複数の精製段階が必要であり、各段階で漏洩が発生します。研究者らは新しい方法では、切断方法を変更し、最初にアルミニウムからリチウムを分離しました。これにより、新しい電池の製造に必要な貴金属の廃棄物を削減できます。
工程の後半、つまり濃い混合物を濾過する工程も、コーヒーを淹れる工程を彷彿とさせる。アルミニウムとリチウムは液体に溶け込むが、他の金属は「沈殿物」に残る。この工程の次のステップは、アルミニウムとリチウムを分離することである。
「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。私たちの新しい方法は、バッテリーリサイクルの有望な新たな道を開くものであり、今後さらに研究を進めていきたいと考えています」とリア・ルケット氏は述べています。「この方法は大規模にも適用できるため、今後数年間で産業界において役立つことを期待しています」とマルティナ・ペトラニコワ氏は述べています。
マルティナ・ペトラニコワの研究グループは、長年にわたりリチウムイオン電池における金属リサイクルに関する最先端の研究を行ってきました。同グループは、電気自動車用バッテリーのリサイクルに携わる企業と協力関係にあり、ボルボ・カーズやノースボルトのNybatプロジェクトなど、主要な研究開発プロジェクトのパートナーでもあります。
研究に関する追加情報：科学論文「リチウムイオン電気自動車用バッテリーからのリチウムの完全選択的回収：シュウ酸を浸出剤として用いたモデリングと最適化」が、学術誌「Separation and Purification Technology」に掲載されました。この研究は、チャルマース工科大学化学・化学工学科のLeah Rouquette、Martina Petranikova、Natalia Vieceliによって実施されました。研究資金は、スウェーデンエネルギー庁、スウェーデンバッテリーベース、Vinnovaから提供され、実験にはStena RecyclingとAkkuser Oyによって処理されたボルボ・カーズの使用済み電気自動車用バッテリーが使用されました。
私たちは様々な分野の専門家による寄稿記事を多数掲載しています。ここは、そうした特別な方々、組織、機関、企業を紹介するためのアカウントです。
港はより静かで、汚染が少なく、温室効果ガスの排出量も減り、効率も向上するでしょう。誰もが恩恵を受けるでしょう。
CleanTechnicaのデイリーメールニュースレターにご登録ください。または、Googleニュースでフォローしてください！あらゆる技術革新には、革新的なリーダーが存在します…
最近、米国最大級の投資銀行であるジェフリーズ・グループから、同社のグローバル顧客である機関投資家向けに講演する機会をいただきました。
CleanTechnicaのデイリーメールニュースレターにご登録ください。または、Googleニュースでフォローしてください！アメリカ製バッテリーへの民間投資を発表…
著作権 © 2023 CleanTechnica。本サイトで作成されたコンテンツは娯楽目的のみに使用されます。本ウェブサイトに掲載されている意見やコメントは、CleanTechnica、その所有者、スポンサー、関連会社、子会社の見解を必ずしも反映するものではなく、また、それらの見解を支持するものでもありません。