Wat voorheen onmogelijk leek, is nu werkelijkheid: oude EV-batterijen kunnen dankzij een revolutionaire methode weer lithium opleveren.
onderzoekers van de University of Wisconsin–Madison hebben een goedkope en milieuvriendelijke elektrochemische methode ontwikkeld om lithium uit oude elektrische auto’s (EV) batterijen te recyclen. De nieuwe techniek richt zich specifiek op lithium-ijzerfosfaatbatterijen (LiFePO4 of LFP), die steeds vaker worden gebruikt in elektrische voertuigen.
Volgens de studie, gepubliceerd in ACS Energy Letters, introduceert het onderzoeksteam een elektrochemisch proces dat lithium uit gebruikte LFP-batterijen kan terugwinnen als hoogzuivere lithiumchemicaliën. Het proces is relatief goedkoop, vereist geen speciale omstandigheden en produceert minimaal afval.
Lithiumrecycling is een groeiende noodzaak
“Tot nu toe is er geen economisch rendabele manier om lithium uit LFP-batterijen terug te winnen, terwijl het gebruik van deze batterijen in de markt snel toeneemt,” zegt professor Kyoung-Shin Choi, die het onderzoek leidde. “Bovendien heeft lithiumwinning uit mijnen en zoutbronnen aanzienlijke milieueffecten, en de toegang tot deze natuurlijke bronnen is beperkt.”
De urgentie voor lithiumrecycling neemt bovendien toe door nieuwe regelgeving in de Europese Unie. Vanaf 2031 zullen batterijen in nieuwe elektrische voertuigen die binnen de EU worden verkocht, verplicht een minimumpercentage gerecycled lithium moeten bevatten. Dit maakt het ontwikkelen van efficiënte en duurzame recyclingmethodes, zoals die van Choi en haar team, nog belangrijker voor de autosector wereldwijd.
Lithium uit oude LFP-batterijen
Het proces van Choi en haar team bestaat uit twee stappen:
- Lithium-extractie: lithiumionen worden uit de gebruikte LFP-batterijen gelost en selectief opgeslagen door een lithium-ion-opslagelektrode.
- Lithium-recovery: de opgeslagen lithiumionen worden vervolgens in een aparte oplossing vrijgegeven om te worden teruggewonnen als hoogzuivere lithiumchemicaliën.
Een groot voordeel van deze methode is dat de zuren die nodig zijn voor het oplossen van lithium tijdens het proces grotendeels worden geregenereerd, waardoor het gebruik van chemicaliën en de productie van afval sterk wordt beperkt.
Van lab naar industrie
De onderzoekers hebben hun proces getest met zowel commerciële LFP-batterijen als ‘black mass’, een industriële tussenstof die uit gebruikte batterijen wordt geproduceerd.
De technologie blijkt werkbaar, maar Choi benadrukt dat de uitdaging nu ligt in het opschalen op een kostenefficiënte manier. “Voor succesvolle commercialisatie is het essentieel om deze technologie te integreren met andere stappen in het recyclingproces, zoals de productie en verwerking van black mass,” legt ze uit.
Nieuwe methode is van goudwaarde
Lithium-ijzerfosfaatbatterijen hebben lagere energiedichtheden dan batterijen op basis van nikkel, mangaan of kobalt, maar ze zijn goedkoper en veiliger in gebruik. Aan de andere kant bevatten ze geen andere waardevolle metalen, waardoor traditionele recyclingmethoden vaak economisch onaantrekkelijk zijn. Dit maakt de door Choi ontwikkelde methode des te belangrijker voor de toekomst van duurzame batterijen.
Gamechanger voor batterij-industrie
Met het groeiende gebruik van LFP-batterijen in elektrische voertuigen wereldwijd, kan deze elektrochemische methode een gamechanger zijn voor de batterijrecycling-industrie. Het biedt een manier om de afhankelijkheid van nieuwe lithiumbronnen te verminderen, milieuschade te beperken en de circulaire economie in de batterijsector te stimuleren.
