Onko akkukierrätys oikeasti ekologista? Tutkimus osoitti, että Aallon kierrätysprosessi nipistää akkumetallien hiilikuormasta ainakin 38 prosenttia
EU tavoittelee teilleen 30 miljoonaa sähköautoa vuoteen 2030 mennessä. Tiensä päähän tulleet akut ovat ympäristölle haitallista jätettä mutta myös arvokasta raaka-ainetta uusille akuille. EU-komissio valmistelee uutta akkuasetusta, joka asettaa kovia tavoitteita akkujen kierrätykselle.
”Kierrätyksen omat ympäristövaikutukset ovat kuitenkin usein sokea piste. Kierrätyksen täytyy olla todennetusti ekologisempaa kuin raaka-aineiden primäärituotanto, jotta se kannattaa”, sanoo Aalto-yliopiston apulaisprofessori Mari Lundström.
Lundströmin tutkimusryhmä on kehittänyt hydrometallurgisen kierrätysprosessin, jossa akkumetallit erotellaan litiumioni- ja nikkelimetallihydridiakkujätteestä liuottamalla. Prosessissa saadaan tarkkaan talteen mangaani, nikkeli, koboltti, litium ja harvinaiset maametallit. Nykyisin akkujen kierrätyksessä käytetään usein sulatusta, jossa tyypillisesti menetetään litium ja osa muista raaka-aineista.
Tuoreessa tutkimuksessa ryhmän tutkijat selvittivät kierrätysprosessin ympäristöjalanjälkeä yksityiskohtaisesti elinkaarianalyysin avulla. Menetelmällä saatiin aiempaa tarkempaa tietoa kierrätyksen ympäristövaikutuksista, kuten energiankulutuksesta, vesitaseesta ja prosessin päästöistä.
Tutkimuksen mukaan prosessilla saadun raaka-aineen hiilijalanjälki on 38 % pienempi kuin neitseellisen raaka-aineen. Ero on vielä huomattavasti suurempi, jos mukaan lasketaan mekaanisessa esikäsittelyssä talteen otetut kupari ja alumiini.
”Käyttämämme metodologian avulla voidaan arvioida aiempaa tarkemmin kierrätysprosessien ympäristövaikutuksia jopa niiden suunnitteluvaiheessa ja löytää parhaat mahdolliset vaihtoehdot”, Lundström sanoo.
”Elinkaarianalyysi myös tunnistaa ongelmakohdat, joissa kierrätystä voidaan kehittää. Huomasimme esimerkiksi, että natriumhydroksidin käyttäminen neutralointikemikaalina nostaa tutkimamme prosessin ympäristökuormitusta huomattavasti”, sanoo Aalto-yliopiston tohtorikoulutettava Marja Rinne.
Suomi pyrkii akkukierrätyksen edelläkävijäksi
EU:n tavoitteena on, että akkujätteen massasta saadaan kierrätettyä 70 % vuoteen 2030 mennessä. Akkumetalleille tullaan asettamaan metallikohtaiset tavoitteet: 2030 mennessä 95% koboltista, nikkelistä ja kuparista sekä 70% litiumista tulee kierrättää.
Arvioiden mukaan litiumakkujen kierrätysmarkkinan koko olisi maailmanlaajuisesti noin 19 miljardia vuoteen 2030 mennessä. Viime vuonna julkaistu Suomen akkustrategia pyrkii nostamaan Suomen akkujen kierrätyksen ja vastuullisen raaka-ainetuotannon kärkimaaksi.
Mari Lundströmin mukaan nyt on otollinen aika kehittää vaihtoehtoisia kierrätysmenetelmiä, sillä kovaa vauhtia yleistyvien sähköautojen myötä akkujätteen määrä kasvaa räjähdysmäisesti.
”Kierrätykselle tulee olemaan tosi iso tarve, ja meidän täytyy myös tietää, mikä tulevaisuuden prosesseista on paras. Aalto-yliopistossa teknologisten innovaatioiden ja niiden ympäristövaikutusten tutkimus kulkevat tiivisti käsi kädessä”, Lundström sanoo.
Tutkimus on julkaistu Resources, Conservation and Recycling -lehdessä.
M. Rinne, H. Elomaa, A. Porvali, M. Lundström, 2021. Simulation-based life cycle assessment for hydrometallurgical recycling of mixed LIB and NiMH waste, Resources, Conservation and Recycling, vol. 170, 105586, DOI:
äپٴᲹ
Mari Lundström
Professori
puh. 040 4873 434
mari.lundstrom@aalto.fi
Marja Rinne
Tohtorikoulutettava
Marja.rinne@aalto.fi
Lue lisää uutisia
Aalto Inventors juhlii ensimmäistä vuottaan: Rakentamassa siltaa tutkimuksesta vaikuttavuuteen
Aalto Inventors juhlii ensimmäistä vuosipäiväänsä: se on osallistuttanut kuuden kurssin kautta 190 tutkijaa eri aloilta kuten tekoäly, kvanttiteknologia ja biomateriaalit. Uusia kursseja on suunnitteilla seuraavalle lukuvuodelle – pysy kuulolla ja liity postituslistalle.
Kuinka saada työntekijät takaisin toimistolle
Työpaikalle paluuta koskevat ohjeistukset miellyttävät työnantajia. Jotta työntekijät suhtautuisivat niihin myönteisesti, heille tulee tarjota kohtuullinen vastine autonomian rajoittamisesta.
Arkkitehtuuriprojekti Milanossa yhdisti lasten ideat ja huippuarkkitehtien visiot
Aalto-yliopiston arkkitehtuurin laitos oli mukana kansainvälisessä One Earth – House of the Heart -projektissa, joka esiteltiin huhtikuussa Milano Design Weekillä.