Így lehet 20 perc alatt újrahasznosítani egy akkumulátor 98 százalékát

Egy frissen bejelentett eljárás nemcsak lerövidíti az újrahasznosításhoz szükséges időt, hanem csökkenti a másodlagos hulladéktömeget, a vele járó magas költségeket és a karbonkibocsátást is.

A megújuló energiaforrásokra való áttéréssel a világon nagyon meg fog ugrani az akkumulátorok, így az azokhoz használt nemesfémek iránti kereslet. A gyártáshoz szükséges anyagok közül sok, például a lítium, nem áll rendelkezésre bőséges mennyiségben, igaz, nemrég fény derült egy nagy – ha nem a legnagyobb – új lelőhelyre is. Az akkumulátorgyártás nyersanyagigényének egyik legjobb forrása a régi akkumulátorokból ered. Ezek újrahasznosítása nélkül idővel nagy bajba kerülhetnek az ellátási láncok. Szükség van ugyanakkor minél fejlettebb módszerekre is ahhoz, hogy az elhasznált eszközökből a lehető leghatékonyabban lehessen visszanyerni a fémeket.

Ennek a küldetésnek a teljesítésére az amerikai Rice Egyetem olyan újrahasznosítási eljárást dolgozott ki, amelynek segítségével a használt akkumulátorokban használt fémek több mint 98 százaléka megmenthető.  Az új megközelítés nemcsak drasztikusan csökkenti a szennyezett, savas oldatokból származó másodlagos hulladékmennyiséget, hanem drasztikusan lerövidíti az újrahasznosításhoz szükséges időt is.

A csapat az akkumulátorok kombinált katód- és anódhulladékát egy szabadalmaztatott fűtési módszerrel pillanatok alatt 1827 Celsius fokot meghaladó hőmérsékletre hevíti. A módszer egyszerre képes eltávolítani az inert réteget az akkumulátor fémeiről, korlátozni azok oxidációs folyamatait, és alacsony koncentrációjú savban oldhatóvá teszi őket. A kutatók szerint az akkumulátorok kémiai összetételétől függetlenül az összes fém kiváló hozammal nyerhető vissza, még gyenge savak felhasználásával is, ami csökkenti a másodlagos hulladék mennyiségét. Az eljárás 98 százalékos hatékonysággal képes visszanyerni az újrahasznosított anyagokban lévő fémeket – állítja a témáról írt tanulmány. 

Az új eljárás kevesebb mint 20 percet vesz igénybe ugyanakkora mennyiségű fém kioldásához, amit hagyományos módszerekkel jóval több idő alatt és magasabb költségekkel lehet csak elérni. A módszer potenciálisan csökkentheti az akkumulátor-hulladék újrahasznosításának költségeit, hiszen kevesebb energiát, vizet és savat használ, miközben alacsonyabb a szén-dioxid-kibocsátása.

„Nagy hozamú, alacsony költségű módszert fejlesztettünk ki a fémek visszanyerésére, közvetlenül a ’fekete masszából’, vagyis a kombinált katód- és anódhulladékból, amit az ipar jelenleg hagyományos módon próbál meg újrahasznosítani és amely jelentősen csökkenti az elhasznált akkumulátorok feldolgozásának ökológiai lábnyomát” – vezette le az egyetem közleményében Jinhang Chen, az egyetem végzős vegyészhallgatója, egyben a tanulmány társszerzője.

A csapat szerint az akkumulátorok újrahasznosítása azért kerül előtérbe, mert körülbelül tíz éve vezetünk elektromos járműveket, és sok akkumulátor mostanra az élettartama végéhez közeledik. A használt elemek újrahasznosítása nemcsak a bányászat környezetre gyakorolt káros hatásait csökkentené, hanem pénzügyi szempontból is bölcs döntés lenne, mivel a lítium-ion akkumulátorok számos fajtája magasabb kobalt- és nikkelkoncentrációt tartalmaz, mint a természetes ércek.

A kutatók szerint annak ellenére, hogy az elektronikai szemét mennyisége évente 9 százalékkal nő, az akkumulátorok 95 százalékát ma azért nem hasznosítjuk újra, mert nem tudjuk megtenni. Az új eljárással viszont könnyen kiszűrhetők a szükséges fémek, ráadásul sokkal kevesebb alacsony koncentrációjú sósavval, mint amit más újrahasznosítási eljárások igényelnek. Ez óriási mértékben segít a folyamat gazdaságosságának javításában.

Gábor János

Főoldali kép: senivpetro - Freepik