VTT kehitti saksalaisen Primobiuksen kanssa uuden akkujen kierrätysprosessin

VTT ja akkujen kierrätysyrityksen, saksalaisen Primobiuksen yhdessä kehittämä akkujen kierrätysmenetelmä on johtamassa kierrätystehtaan perustamiseen. Saksalaisyhtiöllä on jo demolaitos Nordrhein-Westfalenissa.

VTT:n pilotoima ja Primobiuksen teolliseksi valmistukseksi viemä hydrometallurginen prosessi mahdollistaa akkumateriaalista lähes kaiken arvokkaan metallipitoisen aineksen talteenoton.

Primobius halusi vahvistaa pilottimittakaavassa, että sen uusi nikkeli-mangaani-koboltti (NMC) -litiumakkujen hydrometallurginen kierrätysprosessi toimi odotetulla tavalla käytännössä. 

VTT testasi prosessia

VTT toteutti koko prosessiketjun pilottilaitoksessaan – mukaan lukien liuotuksen, epäpuhtauksien poiston ja metallien erottelun. Testien perusteella Primobius sääti prosessin parametreja ennen skaalausta kaupallisen tuotannon tasolle.

Primobius – SMS Groupin sataprosenttisesti omistama tytäryhtiö – toimittaa ja rakentaa tehokkaaseen litiumioniakkujen kierrätykseen tarkoitettuja kokonaisvaltaisia ratkaisuja ja laitoksia. Yritys tarjoaa skaalautuvia ratkaisuja akkumateriaalien talteenottoon ja toimittaa kierrätyslaitoksia maailmanlaajuisesti.

Primobiuksen kierrätyslaitokset sisältävät erittäin puhtaiden metallien talteenoton erilaisista akkukemioista, -tyypeistä ja -formaateista, mikä mahdollistaa niiden kierrätyksen takaisin akkujen toimitusketjuihin. 

Kasvava tarve akkukierrätykselle 

Liikenteen ja teollisuuden nopea sähköistyminen lisää litiumioniakkujen ja niiden sisältämien kriittisten metallien, kuten litiumin, nikkelin, koboltin ja mangaanin, kysyntää. Nämä arvokkaat resurssit ovat myös strategisesti tärkeitä Euroopan vihreälle siirtymälle. 

EU on nykyisin hyvin riippuvainen näiden raaka-aineiden tuonnista, mikä tekee siitä alttiin toimitusketjun häiriöille ja geopoliittisille riskeille. Samaan aikaan kertyy huomattavia määriä käytöstä poistettuja akkuja, jotka aiheuttavat ympäristövaikutuksia. 

Ennen kuin Primobius käynnisti tehtaan, joka hyödyntää uutta prosessia esimerkiksi sähköajoneuvoissa käytettävien NMC-akkujen kierrätykseen, yhtiö halusi varmistaa, että prosessi toimii odotetusti. 

”VTT:n tiloissa oli mahdollista käydä läpi kaikki prosessivaiheet pilottitasolla – liuotuksesta ja neste-nesteuutosta analytiikkaan – mikä teki siitä ihanteellisen valinnan”, sanoo vanhempi prosessi-insinööri Pelin Altinkaya Primobiukselta.

Projektiin kuului niin sanotun mustan massan – mekaanisen kierrätyksen jälkeen jäljelle jäävän hienon, murskatun akkumateriaalin – käsittely kaikkien yksikköoperaatioiden läpi. Hanke oli sikäli poikkeuksellinen, että VTT toteutti prosessiketjun kokonaisuudessaan, askel askeleelta. 

”Alkuperäinen tavoitteemme oli käydä läpi koko prosessiketju liuottamisesta epäpuhtauksien poistoon ja edelleen tuoteliuoksiin”, muistelee VTT:n tutkija Elina Oksanen.

 ”Harva toimija pystyy toteuttamaan näin laajan pilottihankkeen, mutta VTT:llä oli mahdollista ajaa koko ketju läpi laboratoriossamme ja tarjota lisäksi online-analytiikkaa prosessin etenemisen seuraamiseksi.”