Svenska framsteg inom batteriåtervinning

Det förväntas en kraftig ökning av batterianvändningen under de kommande åren i takt med samhällets elektrifiering. Samtidigt står vi inför en betydande utmaning när det gäller att tillhandahålla de nödvändiga metaller som krävs för den ökade batteriproduktionen. Vidare har EU-politiker nyligen beslutat om strikta krav på återvinning av förbrukade batterier.

Det är med detta i bakhuvudet som nyligen disputerade doktor Billy Hoogendoorn från KTH, tillsammans med sina kollegor, har engagerat sig i att optimera batteriåtervinningen. Processen för att återvinna batterier och den infrastruktur som krävs för storskalig återvinning är fortfarande under utveckling. Forskarna understryker vikten av att snabbt utveckla nya, effektiva och industriellt genomförbara metoder inom en snar framtid.

Giftig kadmiummetall

Så här fungerar det: Forskarna använde cellulosafibrer, i form av nanocellulosa, i en lösning som innehöll batterimetaller. De upptäckte att strukturer i form av kadmiumträd började växa på elektroden i lösningen, vilket gjorde det enklare att separera metallerna nickel och den skadliga kadmiummetallen från resten av materialblandningen.

– Studien visar att mycket små tillsatser om ett halvt gram cellulosafibrer per liter vätska leder till formationer av stora trädformade dendriter, synliga för blotta ögat. Den ökade dendritbildningen gör att mängden utvunnet material från vattenlösningarna kan öka signifikant, upp till 30 procent, säger Billy Hoogendoorn, forskare på Wallenberg Wood Science Center vid KTH, i en kommentar.

Vidare beskriver han att en grundlig analys visar att när denna elektrodeponering genomförs i lösningar som innehåller både nickel och kadmium, utgör det deponerade materialet i stort sett enbart kadmium, med en andel på över 99 procent.

– Arbetet utgör ett spännande första steg i hur nanocellulosa kan användas för att påverka effektiviteten och selektiviteten av metallåtervinningsprocesser, och vi bedömer att det finns otroligt många fler aspekter som kan utvärderas, avslutar Billy Hoogendoorn.

Forskningen har resulterat i en godkänd vetenskaplig artikel som kommer att publiceras i tidskriften Nanoscale Advances. Dessutom har den blivit omslagsartikel för en tidskrift från Royal Society of Chemistry.

Studien har inriktats på batterier som används i olika sammanhang, inklusive inom svenska sjukhus. Finansiering för projektet erhölls från Wallenberg Wood Science Center under tidsperioden 2019-2023, och projektet leddes av docent Richard Olsson vid KTH.