Recykling baterii: prace nad odzyskiem metali i wodoru na PWr
Dr hab. inż. Anna Siekierka, prof. uczelni z Wydziału Chemicznego Politechniki Wrocławskiej, została laureatką grantu ERC Starting Grant przyznawanego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych. To drugi taki grant w historii uczelni. W ramach projektu badaczka opracuje technologię frakcjonowania jonów metali i wytwarzania wodoru z roztworów powstających podczas recyklingu zużytych baterii. Rozwiązanie ma zwiększyć odzysk surowców krytycznych, takich jak lit, kobalt, nikiel, mangan, miedź czy żelazo, potrzebnych m.in. elektronice i elektromobilności.
Projekt prof. Siekierki, zatytułowany „Reverse salinity energy harvesting-assisted electromembrane system for metal ion fractionation and hydrogen production from battery waste” (ReHeal4waste), otrzymał dofinansowanie w wysokości 1,5 miliona euro. Jego celem jest opracowanie technologii pozwalającej na wydzielanie cennych surowców z roztworów powstających podczas recyklingu zużytych baterii.
Roztwory te zawierają mieszaninę kationów metali, takich jak lit, kobalt, nikiel, mangan, miedź czy żelazo. Wiele z nich to tzw. strategiczne surowce krytyczne, których zasoby są ograniczone, a zapotrzebowanie stale rośnie. Surowce te są kluczowe dla produkcji elektroniki, pojazdów elektrycznych, telefonów komórkowych czy wyrobów medycznych.
Oddzielenie tych metali od siebie jest procesem skomplikowanym, ale potencjalnie bardzo opłacalnym. Dla przykładu – zawartość litu w zużytych bateriach wynosi 5–7 proc., podczas gdy w solankach, będących jedynym potencjalnym krajowym źródłem tego pierwiastka, to jedynie ułamki procenta. Zgodnie z danymi organizacji Transport & Environment, recykling baterii i odpadów z europejskich fabryk akumulatorów mógłby już w 2030 r. zaspokoić nawet 14 proc. zapotrzebowania na lit, 16 proc. na nikiel, 17 proc. na mangan i 25 proc. na kobalt.
Badania w ramach projektu ReHeal4waste potrwają pięć lat. W ich trakcie opracowana zostanie procedura separacji kationów metali, powstanie baza danych dotyczących związków wykorzystywanych do produkcji membran pod kątem ich selektywności, a także rozwiązania dotyczące prowadzenia strumieni w stosach membranowych. Wyniki mają stanowić podstawę do dalszych prac nad komercjalizacją opracowanej technologii.
ERC Starting Grant to jeden z najbardziej prestiżowych europejskich programów grantowych. Skierowany jest do młodych naukowców, którzy uzyskali stopień doktora od dwóch do siedmiu lat wcześniej i przedstawiają wyróżniające się projekty badawcze. W tegorocznej edycji o finansowanie ubiegało się ponad 4 tys. naukowców, a grant przyznano 478 osobom.
“Nasz projekt to bardzo wymagające badania podstawowe. Będziemy opracowywać m.in. strukturę membran i sposób ich wytwarzania, a zatem pracować nad związkami chemicznymi potrzebnymi do ich powstania, oraz określać, w jakich warunkach będą ulegać degradacji czy modelować przepływy między membranami. Będziemy też oczywiście pracować nad wydajnością samego procesu” – powiedziała prof. Anna Siekierka.
