Tulevaisuudessa tarvitaan yhä enemmän akkuja. Tämä tarkoittaa myös, että yhä useampia akkuja on kierrätettävä tai käytettävä uudelleen. Mutta kumpi menetelmä on tehokkain ja kestävin? Huomasimme, että se riippuu siitä, keneltä tutkijalta kysytään.
Tulevaisuudessa kestävämpi ja fossiilivapaa aikakausi merkitsee akkujen kysynnän huomattavaa kasvua. Otetaan esimerkiksi liikennesektori: seuraavan vuosikymmenen aikana sähköautojen – ja niiden akkujen – määrän odotetaan kasvavan yli 200 miljoonalla. Siitä tulee paljon akkuja. Kysymys siitä, miten näitä akkuja käsitellään, on muodostumassa yhä polttavammaksi. Viime vuosina on esiin noussut kaksi erilaista lähestymistapaa: kierrätys ja uudelleenkäyttö.
Kierrätys perustuu akkujen sisältämien metallien uudelleenkäyttöön. Käytöstä poistetut akut altistetaan joko erittäin korkeille lämpötiloille (tunnetaan nimellä pyrometallurgia) tai nykyään yleisemmin kemiallisille liuoksille (tunnetaan nimellä hydrometallurgia), jolloin akkujen sisältämät erilaiset metallit erotellaan toisistaan.
Kierrättäminen merkitsee riippumattomuutta
Leá Rouquette, energia- ja materiaalikemian sekä kemian tekniikan tohtoriopiskelija Chalmersin yliopistossa Göteborgissa, korostaa akkujen sisältämien materiaalien kierrättämisen tärkeyttä:
"En ymmärrä, miksi emme yrittäisi kierrättää akkujen sisältämiä erilaisia raaka-aineita. Kaikki nämä raaka-aineet ovat todella arvokkaita ja tärkeitä, mutta ne liittyvät myös ympäristövahinkoihin ja erilaisiin sosiopoliittisiin ongelmiin. Kierrättämällä näitä materiaaleja parannamme hieman niiden saatavuutta ja lisäämme Euroopan riippumattomuutta akkutuotannon suhteen. Mitä enemmän kierrätämme, sitä vähemmän riippuvaisia olemme Euroopan ulkopuolisista maista, joissa on huonommat työolot", sanoo Rouquette.
Ranskalainen tutkija toteutti äskettäin menestyksekkäitä testejä yhdessä dosentti Martina Petranikovan kanssa käyttäen uutta menetelmää, joka hyödyntää oksaalihappoa jauhettujen sähköajoneuvoakkujen aktiivisen aineen tiivisteessä. Kyse on siitä, että akkujen murskatusta massasta on eroteltu ne ainesosat, jotka ovat olennaisia akun toiminnan kannalta, kuten litium, koboltti tai muut metallit. Nämä erotellut ainesosat on tiivistetty muotoon, joka on tehokkaampi prosessoida, kierrättää tai käyttää uudelleen. Tällä menetelmällä saavutettiin kaiken alumiinin talteenotto ja 99 prosentin litiumin talteenotto.
Toiveena on, että näitä metalleja voitaisiin käyttää uudelleen uusien katodielektrodien tuotannossa, vaikka menetelmän laajamittaiseen käyttöön liittyy vielä haasteita.
Toinen lähestymistapa – uudelleenkäyttö – keskittyy akun tehon täydelliseen hyödyntämiseen. Näin ei aina ole tänä päivänä. Kun sähköauton akku katsotaan loppuun käytetyksi, sen kapasiteetista voi olla jäljellä jopa 70–80 prosenttia. Nopea älypuhelinten kulutus on toinen esimerkki, jossa puhelimet vaihdetaan kauan ennen kuin niiden akut ovat tyhjentyneet.
Akun kapasiteetin suuremman osan hyödyntämiseksi on mahdollista esimerkiksi kerätä akkuja ja koota niistä akkuenergiavarastoja (BESS) käytettäväksi muulla tavoin.
Menetelmä, jolla on suuri potentiaali
Balkumar Balasingam, sähkö- ja tietokonetekniikan professori Windsorin yliopistossa Ontariossa Kanadassa, on tutkinut uudelleenkäyttöä ja BESS:iä ja näkee menetelmässä merkittävää potentiaalia:
"Sähköauton akkuja voidaan käyttää uudelleen monin eri tavoin. Sähköauton ajamiseen tarvitaan erittäin suurta tehoa, kun taas monissa muissa sovelluksissa sitä tarvitaan paljon vähemmän. Esimerkiksi pienet skootterit voivat käyttää uudelleen sähköautojen akkuja. Niitä voidaan myös käyttää sähköverkossa."
Lopulta haluttu sovellus on avaintekijä siinä, pitäisikö akku kierrättää vai käyttää uudelleen. Kuten Petranikova sanoo:
"Voisi väittää, että jos jokin on valmistettu, sitä tulisi käyttää niin kauan kuin mahdollista, mutta asiaa voidaan katsoa monella tavalla. Toinen näkökulma on, että meidän pitäisi ottaa 10 vuotta vanha akku, joka sisältää esimerkiksi kobolttia, ja luoda siitä uusia akkuja paremmilla teknisillä ominaisuuksilla teknologian kehityksen ansiosta.
Kysyttäessä, kumpi näistä menetelmistä tulee olemaan tärkeämpi, vastaus saattaa olla: molemmat.
Balkumar Balasingam korostaa uudelleenkäytön jälkeistä kierrättämisen tärkeyttä:
"Vaikka akkua olisi käytetty uudelleen, sen tulisi mennä kierrätykseen, koska kaikki raaka-aineet on lopulta otettava talteen. Ja tekniikka siihen on olemassa, mutta sitä voidaan kehittää edelleen. Tänä päivänä se vaatii paljon energiaa, mutta tekniikka kehittyy nopeasti. Tulevaisuudessa paras tapa olisi käyttää akkua, käyttää sitä uudelleen toisessa sovelluksessa ja sitten kierrättää se."
Alempi kuva: Leá Rouquette, jonka kuvasi Anna-Lena Lundqvist.
