Framsteg för forskning runt batteriåtervinning
Forskare vid KTH har effektiviserat processen för återvinning av batterier. Detta med hjälp av vanliga cellulosafibrer som kan separera batterimetaller från övriga material.
Användningen av batterier förväntas öka rejält under de närmaste åren till följd av elektrifieringen av vårt samhälle. Parallellt med detta är det en stor utmaning att förse den ökade batteriproduktionen med de metaller som behövs. Ovanpå detta har politiker på EU-nivå röstat igenom krav på att förbrukade batterier till stor del ska återvinnas.
Det är med detta i åtanke som nyligen disputerade KTH-doktorn Billy Hoogendoorn och hans kollegor arbetat med att effektivisera återvinningen av batterier. Processen att återvinna batterier samt infrastrukturen som möjliggör en storskalig återvinning är fortfarande i sin linda. Forskarna hävdar att nya, effektiva och industriellt applicerbara processer måste utvecklas inom en snar framtid.
Giftig kadmiummetall
Forskningen har gått till så att cellulosafibrer i form av nanocellulosa lagts i ett bad med upplösta batterimetaller. Till forskarnas förvåning och förtjusning växer strukturer i form av dendritiska träd av kadmium på elektroden i badet. Resultatet är alltså en förenklad separation av metallerna nickel och den giftiga kadmiummetallen från den övriga materialblandningen.
– Studien visar att mycket små tillsatser om ett halvt gram cellulosafibrer per liter vätska leder till formationer av stora trädformade dendriter, synliga för blotta ögat. Den ökade dendritbildningen gör att mängden utvunnet material från vattenlösningarna kan öka signifikant, upp till 30 procent, säger Billy Hoogendoorn, forskare på Wallenberg Wood Science Center vid KTH.
Mer än 99 procent
Han berättar vidare att en utförlig analys dessutom visar att när denna typ av så kallad elektrodeponering görs i lösningar innehållandes både nickel och kadmium, så består det deponerade materialet i stort sett uteslutande av kadmium, mer än 99 procent.
– Arbetet utgör ett spännande första steg i hur nanocellulosa kan användas för att påverka effektiviteten och selektiviteten av metallåtervinningsprocesser, och vi bedömer att det finns otroligt många fler aspekter som kan utvärderas, säger Billy Hoogendoorn.
Forskningsinsatsen har resulterat i en vetenskaplig artikel som precis blivit godkänd för publicering i tidskriften Nanoscale Advances, och dessutom fått pryda omslaget till prestigefulla tidskriften i Royal Society of Chemistry.
Forskningsarbetet har utförts på batterier som bland annat används för reservkraft till svenska sjukhus. Det har finansierats med hjälp av medel från Wallenberg Wood Science Center 2019-2023 och skett under handledning av Richard Olsson, docent på KTH.
Text: Peter Ardell
För mer information, kontakta Billy Hoogendoorn på billyho@kth.se.