.jpg)
Årets nobelpris i kjemi gikk til tre pionerer bak arbeidet med å utvikle oppladbare litium-ion-batterier. Slike batterier finnes i dag overalt, og er nødvendige for dagens elbiler.
Litium er ganske sjeldent, og finnes som regel i små konsentrasjoner der det er å finne i jordskorpa. Tross dette har det i liten grad vært lønnsomt å resirkulere. Tvert imot har du vært nødt til å betale for å resirkulere elbilbatteriet ditt.
Det vil en forskergruppe ved NTNU gjøre noe med i samarbeid med norsk industri.
– Målet er 100 prosent gjenvinning av litium fra elbilbatterier, sier postdoktor Sulalit Bandyopadhyay ved Institutt for kjemisk prosessteknologi.
Variasjon av kjent teknologi
– Vi er den eneste forskergruppen i Norge som forsker på denne metoden, sier Bandyopadhyay.
Målet er å utvinne litium fra elbilbatterier ved hjelp av hydrometallurgi. Det betyr at et råstoff først løses i vann, og at stoffet du vil utvinne deretter utfelles. Norske bedrifter har lang erfaring med dette. Prosessen brukes blant annet når vi utvinner nikkel og sink.
Men litium fra elbilbatterier gjenvinnes altså ikke i noen særlig grad. Lenge ble disse batteriene i miljøets navn sendt halve kloden rundt til gjenvinning i Kina, men Kina vil ikke lenger ta imot Vestens søppel; kineserne har nok med sitt eget. Isteden lagres norske elbilbatterier i Sandefjord, der de tas fra hverandre og sendes til videre sortering og resirkulering i Europa, Nord-Amerika og Asia.
I Europa ender slike batterier gjerne ved et resirkuleringsanlegg i Belgia eller Tyskland. Der forbrennes råstoffet, og kobber, kobolt og nikkel fra batteriene resirkuleres. Men i denne forbrenningsprosessen går litiumet tapt. Derfor er det nødvendig med en ny metode der også litium blir ivaretatt. Hydrometallurgiske metoder er lovende, og brukes til en viss grad allerede, men uten at litium blir tatt vare på.
Pilotanlegg
Bandyopadhyays gruppe jobber med å utvikle en prosess som gjenvinner litium, nikkel og kobolt fra det som kalles black mass. Black mass er et svart pulver som består av de aktive batterimaterialene, altså det materialet som befinner seg på selve elektrodene. Det varierer litt i sammensetning etter hva slags cellekjemi som brukes, men inneholder typisk nikkel, kobolt, mangan, litium og karbon.
Ved NTNU er tre masterstudenter og en utvekslingsstudent fra IAESTE engasjert, og gruppen ledes av Bandyopadhyay. Disse ser på to ulike typer av elbilbatterier, Leaf-varianten og prismatiske batterier.
Hydro på laget
Med i prosjektet LIBRES – Litium Battery Recycling er blant annet Norsk Hydro og Glencore Nikkelverk, bedrifter med lang erfaring og viktig kunnskap om hydrometallurgi. I tillegg samarbeider de med finske Keliber, et delvis norskeid gruveselskap som ønsker å produsere litiumhydroksid for det internasjonale batterimarkedet.
– Vi planlegger å starte et pilotanlegg i 2024, og et fullskalaanlegg fra 2027, sier Bandyopadhyay.
Også svenske forskere og bedrifter er på saken, og et fullskalaanlegg for det skandinaviske markedet må sees i sammenheng med dette. Men teknologien og forskningen er økonomisk interessant, uansett utfall i Sverige.
– Hydro er prosjektleder for LIBRES. Vi ønsker er at dette prosjektet kan legge grunnlaget for ny og spennende industri knyttet til gjenbruk av brukte elbilbatterier i Norge. Norges unike posisjon på tilgjengelighet av slike batterier gir oss et glimrende utgangspunkt, sier Christian Rosenkilde, sjefingeniør ved Norsk Hydro ASA.
Vil bli lønnsomt
– Gjenvinning av litium fra elbilbatterier er foreløpig ikke økonomisk lønnsomt, men en rapport fra Bloomberg viser at dette vil endre seg de kommende årene, forklarer Bandyopadhyay.
Hovedgrunnen er at volumene foreløpig er så små. Elbilbatterier har normalt en levetid på rundt 10 år, som betyr at de aller fleste av disse batteriene fremdeles virker. Om få år er elbilparken såpass gammel at antallet utbrukte batterier i Norge vil stige kraftig. Da er det også mer penger i å resirkulere. Det gjelder å ha teknologien og utstyret på plass før den tid.
Bandyopadhyay er også operativ leder for Gemini-senteret HyProS – Hydrokjemisk prosessteknologi i den sirkulære økonomien. Gemini-sentrene er et samarbeid med andre forskningsinstitusjoner, i dette tilfellet Universitetet i Oslo og SINTEF.
– Samtidig er det viktig å se på gjenvinning av andre metaller enn litium. Om noen år kan helt andre metaller være i bruk i bilbatterier enn nå, påpeker postdoktoren.
Kasserte litiumionebatterier er brannfarlige: – Det kan raskt bli ganske voldsomt
