Vi bruker oppladbare batterier i en rekke produkter hver dag: telefoner, datamaskiner, elektriske tannbørster, barbermaskiner, verktøy, hageredskaper og ikke minst biler.

Batteriene inneholder mye materialer og sjeldne mineraler som kan brukes på nytt igjen. Men dette skjer i liten grad i verden i dag.

Globalt blir bare 1 prosent av sjeldne mineraler hentet ut og resirkulert fra produkter med utgått oppladbart batteri, ifølge en studie fra 2015 i tidsskriftet Environmental Science & Technology.

En sentral utfordring er å gjøre resirkulering av oppladbare batterier lønnsomt med gode og billige prosesser. Og vil resirkulerte batterier bli like gode som nyproduserte batterier?

Forskere ved Stockholms universitet mener nå de har klart å møte disse utfordringene. I en ny studie i tidsskriftet Molecule legger de fram en ny metode for å resirkulere såkalte nikkel-metallhydrid-batterier (NiMH).

Du finner slike oppladbare batterier i elektriske tannbørster, barbermaskiner og verktøy, blant annet, og de kan erstatte vanlige engangsbatterier i småelektronikk. I tillegg er hybridbilen Toyota Prius kjent for å kjøre på NiMH-batteri.

De svenske forskerne tror at metoden deres kan gjøre disse batteriene billigere, men også at de resirkulerte batteriene blir bedre enn nyproduserte.

Plukke fra hverandre og bygge nytt

Det er litium-ion-batterier som brukes mest i ny bærbar elektronikk og i elektriske biler, for eksempel Tesla.

Det forskes på måter å resirkulere materialer fra disse batteriene, slik at de kan brukes på nytt i nye batterier. Blant annet jobber en forskergruppe fra NTNU sammen med norsk industri med å resirkulere litium fra slike batterier, ifølge en artikkel fra NTNU på forskning.no.

Men det er lettere å resirkulere NiMH-batterier enn litium-ion-batterier, ifølge en artikkel i Environmental Science & Technology fra 2014, som Teknisk Ukeblad omtaler.

Mens resirkulering av litium-ion-batterier krever smelting og er svært energikrevende, kan NiMH-batteriene gjenvinnes uten høye temperaturer.

Metoden som forskerne ved Stockholms universitet har utviklet, krever ikke smelting av materialene i batteriene, men er i stedet en mekaniske demontering og vasking av dem.

– Med den nye metoden kan det resirkulerte materialet brukes direkte i nye batterier, sier Dag Noréus, professor ved Stockholms Universitet i en pressemelding.

Fremdeles et batteri-alternativ?

– Det er et kjempebehov for resirkulering av oppladbare batterier. Dette er et veldig aktuelt tema, sier Mari Juel, seniorforsker ved Sintefs avdeling for bærekraftig energiteknologi.

Hun forsker på en batteriteknologi som er basert på sink og luft. Også for slike batterier er resirkulering aktuelt.

Litium-ion-batterier tar over en del av markedet fra nikkel-metallhydridbatteriene, for eksempel i bærbar elektronikk. Litium-ion-batterier er lettere og gir mye kraft til strømkrevende skjermer og andre apparater. Men ulemper med disse batteriene er at de ikke virker like bra ved lave temperaturer og at de har en større eksplosjonsfare enn for eksempel NiMH-batterier har.

NiMH-batterier slo gjennom på 1990-tallet, og markedet globalt er verdt rundt 480 millioner dollar årlig. Dette kan synke litt fram mot 2023, men bruken i av NiMH-batterier i hybridbiler er økende, ifølge en markedsrapport fra The Business Research Company.

Selv om litium-ionbatteriene dominerer nå, har de foreløpig også den ulempen at det er energikrevende og dermed kostbart å gjenvinne dem. Andre batteriteknologier som er billigere å gjenvinne, kan derfor ha en fordel, mener Mari Juel.

Hvis du for eksempel skal ha et stasjonært batteri som strømlagring i huset ditt, vil kanskje andre alternativer være bedre enn litium-ion, på grunn av sikkerheten, tror hun.

Dessuten vil det være et poeng i tiden som kommer å enten lage batterier som ikke er avhengig av sjeldne mineraler – eller å kunne resirkulere disse materialene på en effektiv og lønnsom måte.

Bølge av batterier til resirkulering

– Toyota har fram til i dag solgt 15 millioner hybridbiler der en stor andel bruker NiMH-batterier som det etter hvert vil bli behov for å resirkulere, sier Juel.

I årene framover vil det bli et skred av oppladbare batterier som ebber ut.

I 2024 er det anslått at vi kommer til å skrote 40 000 elbiler og hybridbiler i Norge, ifølge Batteriretur AS sine nettsider.

Dette tilsvarer demontering og transportering av 174 batterier hver dag hvis ting skal gå effektivt, skrev dinside.no i en artikkel 2018.

Her uttalte også Frédéric Salin seg, som er Key Account Manager i SNAM – et fransk resirkuleringsfirma som spesialiserer seg på gjenvinning av elbilbatterier.

SNAM fikk i 2018 inn hovedsakelig NiMH-batterier, fra Toyota Prius og Honda Insight, men forberedte seg da også på bølgen av litium-ion-batterier som er forventet å komme.

Leker og mindre hverdagselektronikk

Mye kan skje i batteriteknologi og resirkulering de nærmeste årene. Blant annet er det varslet at Tesla vil lansere et nytt og bedre batteri innen kort tid, ifølge blant andre tek.no.

Og NiMH-batterier er ikke siste mote. Men de blir regnet som miljøvennlige fordi de kan erstatte engangsbatterier i hverdagen, og på sitt beste kan de lades opptil 1000 ganger, ifølge Nasjonal digital læringsarena.

Og ifølge Noreus og forskerkollegaene kan metoden deres kanskje gjøre resirkuleringen av NiMH-batterier enklere og mer lønnsom – og gjenføde batteriene som enda bedre enn nye.

– Det nye med vår studie er at materialene får bedre egenskaper når de blir brukt i nye batterier, etter å ha gjennomgått en forenklet gjenvinningsprosess, sier Noréus.

– Dette er ikke et nytt batteri, men en betydelig forbedring av brukbarheten til oppladbare batterier av denne typen, sier han ifølge pressemeldingen.

Akkurat dette kan ha vært en bekymring som har hindret produsenter fra å satse på resirkulering, ifølge artikkelen i Environmental Science & Technology fra 2014.

Og fordi det kan bli stadig billigere å lage nye batterier, vil det kanskje bli enda mindre lønnsomt å resirkulere gamle.

Dyrt å ikke bruke til noe

Mer enn 95 prosent av eletrodematerialet i NiMH-batteriene kan brukes på nytt, ifølge Dag Noréus og kollegaene. Og metoden deres kan spare inn flere steg i batteriproduksjonen, mener de.

Batteriprodusenter som Mari Juel har vært i kontakt med, er opptatt av gjenvinning fordi myndighetene nå kommer mer strenge krav til dem.

– Produsentene av batterier er forpliktet til å ha forsvarlige returordninger. Når mange batterier fra elbiler og hybridbiler nå kommer til slutten av sin levetid, blir det etter hvert veldig mange batterier å håndtere.

– Et argument for å resirkulere, er at de brukte batteriene bare blir en utgiftspost for produsentene hvis de ikke kan bruke dem til noe. Hvis produsenten kan gjenbruke materialene og resirkulere oppladbare batterier, vil det være et økonomisk fortrinn.

Noréus og de andre forskerne ved Stockholms universitet mener deres metode for å resirkulere NiMH-batterier med et godt sluttprodukt kan bidra til dette.

– En metode som ikke krever smelting av materialer, vil kreve et lavere energiforbruk. Derfor vil det kunne spare mer kostnader sammenlignet med resirkulering av litium-ionbatterier som krever høye temperaturer for å utvinne materialene, sier Mari Juel til forskning.no.

Referanse:

Y. Shen, E. S. Grape, D. Noréus, E. Widenkvist, S. Starborg: Upcycling of Spent NiMH Battery Material—Reconditioned Battery Alloys Show Faster Activation and Reaction Kinetics than Pristine Alloys. Molecules, 17. mai 2020.

Les også

− Vi vil aldri fly på ferie til Thailand med elfly