Het Japanse bedrijf Toray Industries, Inc., heeft aangekondigd dat het technologie heeft ontwikkeld voor de opschaling van een nieuw, zeer duurzaam en selectief nanofiltratiemembraanelement dat efficiënt hoge opbrengsten aan lithium met een hoge zuiverheidsgraad kan terugwinnen bij de recycling van lithium-ionbatterijen voor auto’s. Deze vooruitgang zou de terugwinning van lithium, dat grotendeels wordt weggegooid door conventionele recyclingprocessen, aanzienlijk moeten verhogen.
Het creëren van een gesloten kringloop voor lithium door batterijen te recyclen is een cruciale technologische uitdaging geworden, aangezien steeds meer mensen elektrische voertuigen gebruiken en economieën decarboniseren.
De proliferatie van nikkel- en kobaltvrije lithium-ijzerfosfaatbatterijen in de afgelopen jaren heeft de vraag naar lithiumterugwinning sterk doen toenemen. Toray’s nieuwe technologie zou efficiënte en hoogwaardige lithiumterugwinning mogelijk maken uit diverse lithium-ionbatterijvarianten, waaronder nikkel-kobalt en lithium-ijzerfosfaat. Het maakt het ook mogelijk om kobalt en nikkel te winnen, die eveneens essentieel zijn voor lithium-ionbatterijen.
Tot nu toe hebben Toray’s nanofiltratiemembranen lithium teruggewonnen uit zoutmeren. Om dat met gebruikte lithium-ionbatterijen te doen, moet het zeer zure zwavelzuur-uitloogwater worden gefilterd dat metalen uit die batterijen extraheert. Conventionele membranen zijn onvoldoende zuurbestendig.
Toray is deze uitdaging aangegaan door een zeer duurzaam en selectief nanofiltratiemembraan te ontwikkelen met een veel betere zuurbestendigheid. Het membraan filtert zwavelzuur-uitloogwater uit zwarte massa die ontstaat bij de warmtebehandeling van lithium-ionbatterijen aan het einde van hun levensduur. Het bedrijf presenteerde en demonstreerde wat het positioneert als ’s werelds eerste technologie voor het selectief scheiden en terugwinnen van lithium met membranen. Meerdere demonstraties op laboratoriumschaal bevestigden lithium-terugwinningspercentages van meer dan 95%.
Toray heeft zijn expertise in organische synthese, polymeerchemie en nanotechnologie ingezet om zijn zeer duurzame en selectieve nanofiltratiemembraanelementen op te schalen en uit te breiden. Het is hierdoor mogelijk om modules in massa te produceren met elementen die qua afmetingen vergelijkbaar zijn met die in conventionele waterzuiveringstoepassingen. Deze praktische recyclingaanpak stelt Toray in staat om monsters aan klanten te leveren, wat de commercialisering van deze technologie versnelt.
Toray versnelt de inspanningen om zijn leveringsstructuur te versterken met het oog op de implementatie van zijn technologie in Japan en daarbuiten. De resultaten van door het Japanse Ministerie van Milieu gefinancierde demonstratieprojecten in boekjaar 2023 hebben bijgedragen aan Toray’s technologische doorbraak. Deze initiatieven waren gericht op het optimaliseren van producten en basismaterialen gerelateerd aan hernieuwbare energie om een binnenlandse gesloten recyclingstructuur op te bouwen.
Het bedrijf zal R&D blijven uitvoeren om materialen te innoveren, in lijn met zijn streven naar het creëren van nieuwe waarde en het bijdragen aan maatschappelijke vooruitgang.
