Resirkulerte litium-ion-batterier gir bedre resultater enn nye

Teknologien innen resirkulering av litium-ion-batterier har virkelig skutt fart de siste årene. Men etterspørselen etter resirkulert materiale i batteriene, spesielt blant bilprodusentene, har ikke holdt tritt i samme grad. De resirkulerte batteriene har blitt møtt med skepsis, noe som har skapt tvil om gjenvinningsprosessene kan lønne seg økonomisk i fremtiden.

– Generelt sett er folks inntrykk at resirkulert materiale ikke er like godt som nytt. Batteriselskaper er fortsatt motvillige til å bruke resirkulerte materialer, sier Yan Wang til IEEE Spectrum.

Han er professor ved Worcester Polytechnic Institute. Wang er én av flere amerikanske forskere bak en ny studie, publisert i forskningstidsskriftet Joule, som tester bruken av resirkulert materiale i litium-ion-batterier. Ifølge resultatene til forskerne er det ingen grunn til å være skeptisk lenger. Faktisk yter batteriene med resirkulert materiale bedre enn de splitter nye.

Opptil 53 prosent bedre batterilevetid

Skal man tro studien, presterer litium-ion-batterier med resirkulert materiale minst på lik linje med nye batterier når det kommer til energitettheten i selve batteriet. For livssyklusen viser studien at levetiden forlenges med opptil mellom 33 og 53 prosent, sammenlignet med helt nye batterier.

Spesifikt undersøkte studien effektiviteten til litium-ion-batterier med resirkulerte NMC111-katoder bestående av henholdsvis en tredjedel nikkel, mangan og kobolt. De resirkulerte katodene er laget med en ny, patentert resirkuleringsmetode utviklet av Battery Resources, som nevnte Yan Wang er medgründer av, og testet via en prøveprotokoll fra DOE – US Department of Energy – spesifikt rettet mot litium-ion batterier for kommersiell bruk i elbiler.

Årsaken til den store suksessen er, ifølge forskerne, at materialet i de resirkulerte katodene har en mer porøs mikrostruktur, som litium-ioner lettere kan gli inn og ut av.

Tungvint prosess

Til tross for den umiddelbare suksessen til den nye studien, er resirkulering av batterier ikke en enkel prosess. Men i løpet av de siste årene har den virkelig begynt å effektiviseres, ifølge IEEE Spectrum.

Frem til nå har resirkuleringsprosessen typisk gått ut på enten å brenne batteriene for å resirkulere metaller eller å male batteriene og deretter behandle den gjenværende massen med løsemidler for å sortere ut avfallsprodukter. Derfor har det heller ikke vært mulig å gjenbruke mer enn enkeltelementer fra batteriene.

Den nye studien bruker hovedsakelig den sistnevnte teknikken. Nå er det imidlertid tatt i bruk en ny, patentert kjemisk metode, der sluttresultatet er et svart pulver bestående av nikkel, kobolt og mangan, som kan inkorporeres direkte i katoder. Blandingsforholdet mellom de tre kjemikaliene kan også endres på, avhengig av behovene til batteri- eller elbilprodusentene.

Denne artikkelen ble først publisert på Ingeniøren for deres abonnenter. Den er tilgjengelig på norsk for abonnenter av Ekstra gjennom vår samarbeidsavtale.