Väitös materiaalien prosessoinnin alalta, DI Tommi Rinne

Väitöskirjan nimi: Innovations in Li-ion Battery Recycling: Advanced Physical Separation, Characterization, and Industrial Process Integration

Tohtoriopiskelija: DI Tommi Rinne
Vastaväittäjä: professori Saeed Chehreh Chelgani, Luulajan teknillinen yliopisto, Ruotsi
Kustos: professori Rodrigo Serna-Guerrero, Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu

Li-ioniakkujätteen arvokomponenttien rikastaminen vaahdottamalla

Kestävien energianvarastointiratkaisujen kasvava kysyntä on johtanut litiumioniakkujen tuotannon merkittävään lisääntymiseen. Tämän seurauksena akkutuotannossa välttämättömien kriittisten raaka-aineiden, kuten Co, Ni, Cu, grafiitti ja Li kysynnän ennustetaan tulevina vuosina kasvavan räjähdysmäisesti. Tässä väitöstyössä tutkittiin vaahdotuksen potentiaalia Li-ioniakkujätteen rikastamisessa arvokkaiksi tuotteiksi, jotka kyetään kierrättämään.

Työ sisälsi useita tutkimussuuntia, käsitellen esim. vaahdotusmekanismien ymmärtämistä sekä teollista prosessi-integraatiota. Työssä mm. kehitettiin uudenlainen röntgentomografiaan perustuva menetelmä vaahtojakeiden karakterisoimiseksi, jolla kiintoaineiden sijoittumista vaahdon eri kantajafaaseissa (ilma, vesi) kyettiin havainnoimaan. Tämän tiedon pohjalta pystyttiin optimoimaan akkujätteen vaahdotuskemiaa. Lisäksi työssä tutkittiin katodi-selektiivistä flokkulaatiota vaahdotuksen esikäsittelyprosessina ja osoitettiin, että vaahdottamalla talteenotetun grafiitin puhtauteen voidaan täten vaikuttaa positiivisesti. Työssä myös tutkittiin vaahdottamalla erotettujen jakeiden jatkojalostusta yhdistettynä teollisiin kuonankäsittelyprosesseihin ja osoitettiin, että Cu, Co, Ni, ja Fe kyetään molemmista virroista tehokkaasti jalostamaan arvokkaiksi metalliseoksiksi korkealämpötilaprosesseissa.

Työssä tehdyt havainnot edistävät kustannustehokkaampien ja kestävämpien akkukierrätysmenetelmien kehittämistä. Tutkittujen menetelmien pohjalta voidaan tulevaisuudessa vastata kriittisten akkumineraalien ja raaka-aineiden kasvavaan kysyntää

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä): https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/ 

Yhteystiedot:
Diplomi-insinööri (DI) Tommi Rinne
[email protected]

Kemian tekniikan korkeakoulun väitöskirjat

Zoom pikaopas