En ny metod för att återvinna gamla batterier kan ge bättre och billigare laddningsbara hydridbatterier (NiMH). Det visar en ny studie av forskare vid Stockholms universitet.

– Med den nya metoden kan det återvunna materialet direkt användas i nya batterier, säger Dag Noréus, professor vid Institutionen för material- och miljökemi vid Stockholms universitet som tillsammans med andra forskare står bakom studien som är publicerad i tidskriften Molecules.

Den nya återvinningen består av mekanisk tvättning och separation av återanvändbart elektrodmaterial och korrosionsprodukter från gamla uttjänta elektrodmaterial.

– Mer än 95 procent är användbart och med det kan flera steg sparas i tillverkningen av nya batterier som får bättre prestanda. Återvinningen blir också enklare, då en kostsam omsmältning och reduktion som ingår i den konventionella återvinningen av batterier undviks.

Hydridbatterier, så kallade NiMH-batterier, är baserade på en nickelelektrod och en väteelektrod, där vätet lagras i en metallhydrid. Batteriet är en av de fyra grundtyper av laddningsbara batterier som finns på marknaden i dag. De andra är baserade på litium, nickel-kadmium eller bly.

Används i hybridfordon och eltandborstar

NiMH-batterier utvecklades under 1990-talet och används till exempel i hybridfordon som i Toyota Prius, men också i eltandborstar och elrakhyvlar, det vill säga i apparater som används nära kroppen, där man vill ha säkrare batterier som inte riskerar att explodera likt de av litium. NiMH anses även mer miljövänligt, då det inte innehåller giftiga tungmetaller.

Dag Noréus har länge fokuserat sin forskning på utvecklingen av metallhydrider och NiMH-batterier. Forskningen var till en början inriktad på att hitta ämnen som kunde lagra stora mängder vätgas i fast form. När det lyckades blev den första användningen i laddbara batterier, det höga väteinnehållet fördubblade batterikapaciteten jämfört med batterier av nickel-kadmium.

– Det nya med den här studien är att materialet får bättre egenskaper när det används i nya batterier efter att ha passerat den förenklade återvinningsprocessen. Det handlar alltså inte om ett nytt batteri utan om en signifikant förbättring av användbarheten av laddningsbara hydridbatterier.

Batteriets genombrott under andra världskriget

Det första uppladdningsbara batteriet, baserat på bly, presenterades i mitten på 1800-talet. Under andra världskriget kom genombrottet för batterier av nickel-kadmium som gick att använda i bärbar elektronik.

– Det är svårt och tar lång tid att få till en laddningsbar batterikemi, trots att man i princip skulle kunna bygga en elektrokemisk cell eller batteri av i stort sett alla kemiska reaktioner. Tyvärr baserades de som fungerade på miljöfarliga metaller som bly och kadmium. Svårigheten återspeglas av att det sedan tog ett och ett halvt sekel av utveckling innan NiMH och batterier av litium kom fram.

Moderna laddbara batterier innehåller en del sällsynta material och material som genomgått komplicerade och kostsamma förädlingssteg för att fungera bra, förklarar Dag Noréus. När battericellerna är tillverkade ska de aktiveras. De genomgår då ett antal försiktiga upp- och urladdningar efter ett speciellt schema.

– Det kan liknas vid inkörningsperioden som tidigare nyköpta bilar fick genomgå, när de precis hade levererats från fabriken. Formeringen av batterierna görs på batterifabriken. Det kräver tid och investeringar i utrustning. Mycket av detta kan nu sparas genom att använda redan aktiverat material, säger Dag Noréus.

Studien har gjorts tillsammans med batteritillverkaren Nilar.

Mer information
Artikeln är publicerad i den vetenskapliga tidskriften Molecules.
https://www.mdpi.com/1420-3049/25/10/2338

Kontakt
Dag Noréus, professor vid Institutionen för material- och miljökemi, Stockholms universitet.
Telefon: 08-16 12 53
E-post: dag.noreus@mmk.su.se

Stockholms universitet bidrar till det hållbara demokratiska samhällets utveckling genom kunskap, upplysning och sanningssökande.

Presskontakt:
Presstjänsten
Telefon:
08-16 40 90
Epost:
press@su.se