Forskere fra Nanyan Technological University i Singapore har opdaget, hvordan man bruger affald i form af appelsinskræller i en kemisk proces, som kan udvinde værdifulde metaller fra brugte lithium-ion-batterier til genbrug.
Lithium-ion-batterier – som sidder i alt fra smartphones til elektriske biler – taber deres kapacitet over tid, fordi der dannes bittesmå nanokrystaller i batteriet, som hindrer ionernes bevægelser. Når kapaciteten falder for meget, bliver batteriet ubrugeligt.
Men batteriet består stadig af værdifulde metaller som lithium, kobolt, nikkel og mangan, og det udgør både et miljøproblem og et økonomisk problem, hvis de ikke genanvendes effektivt.
De to ledende forskere, adjunkt Dalton Tay (tv.) og professor Madhavi Srinivasan, med de appelsinskræller og batterier, som blev benyttet i deres forskningsforsøg.
Gammel genbrugsmetode koster i CO2
I dag sker genanvendelsen ofte ved, at de brugte batterier opvarmes til 500 grader, så metallerne smelter og kan opsamles.
Den proces er desværre både energikrævende og forurenende, fordi der dannes giftige gasser ved de høje temperaturer.
Den nye metode fra Singapore bygger på en særlig form for metaludvinding, som hedder hydrometallurgi, hvor man bruger kemikalier i stedet for varme til at opløse metalholdige mineraler, så metal-ionerne lettere kan koncentreres og udvindes.
Køkkenblender og appelsinskræl høster metaller
Først bliver de brugte lithium-ion-batterier makuleret og tørret natten over, inden de køres gennem en almindelig køkkenblender og så siet. Forskerne står tilbage med et fint, sort pulver bestående af bl.a. kobolt, lithium, nikkel, mangan, aluminium og kobber.
Forskerne tørrer dernæst appelsinskræller ved lav temperatur i tre dage og pulveriserer dem, inden de tilsættes med en citronsyreholdig væske.
Når det metalholdige sorte batteripulver blandes med den syrlige appelsinskrælsvæske, opløses partiklerne i pulveret, og der dannes pæne metal-ioner i væsken, som kan indsamles til genanvendelse – fx gennem elektrolyse, hvor metal-ionerne koncentreres på en elektrode, når der sættes strøm til væsken.
Forskerne var i stand til at indsamle op mod 90 procent af de værdifulde metaller fra det sorte pulver, og de var endda i stand til at genanvende dem til nye batterier med samme kapacitet som de batterier, der er på markedet i dag.