Forskere fra Nanyan Technological University i Singapore har oppdaget hvordan man bruker søppel, i form av appelsinskall, i en kjemisk prosess som kan utvinne verdifulle metaller fra brukte litium-ion-batterier til gjenbruk.
Litium-ion-batterier – som sitter i alt fra smarttelefoner til elektriske biler – mister sin kapasitet over tid fordi det dannes bitte små nanokrystaller i batteriet, som hindrer ionenes bevegelser. Når kapasiteten faller for mye, blir batteriet ubrukelig.
Men batteriet består fortsatt av verdifulle metaller som litium, kobolt, nikkel og mangan, og det utgjør både et miljøproblem og et økonomisk problem hvis de ikke gjenbrukes effektivt.
De to ledende forskerne, Dalton Tay (tv.) og Madhavi Srinivasan, med appelsinskallet og batteriene som ble brukt i forsøket.
Gammel gjenbruksmetode koster CO2
I dag skjer gjenbruken ofte ved at de brukte batteriene varmes opp til 500 grader, slik at metallene smelter og kan samles opp.
Den prosessen er dessverre både energikrevende og forurensende fordi det dannes giftige gasser ved de høye temperaturene.
Den nye metoden fra Singapore bygger på en spesiell form for metallutvinning som heter hydrometallurgi, der man bruker kjemikalier i stedet for varme til å løse opp metallholdige mineraler, slik at metallionene lettere kan konsentreres og utvinnes.
Kjøkkenblender og appelsinskall høster metaller
Først blir de brukte litium-ion-batteriene makulert og tørket, før de kjøres gjennom en vanlig kjøkkenblender og senere siktes. Forskerne står tilbake med et fint, svart pulver som består av blant annet kobolt, litium, nikkel, mangan, aluminium og kobber.
Forskerne tørker deretter appelsinskall ved lav temperatur i tre dager og pulveriserer dem før de tilsettes en sitronsyreholdig væske.
Når det metallholdige svarte batteripulveret blandes med den syrlige appelsinskallsvæsken, oppløses partiklene i pulveret, og det dannes metallioner i væsken som kan samles inn til gjenbruk – for eksempel gjennom elektrolyse, der metallionene konsentreres på en elektrode.
Forskerne klarte å samle inn opp mot 90 prosent av de verdifulle metallene fra det svarte pulveret, og de kunne faktisk gjenbruke dem til nye batterier med samme kapasitet som de batteriene som er på markedet i dag.