Een Nederlands consortium start een proefproject om een nieuw raffinageproces voor lithium te testen dat het energieverbruik en de CO₂-uitstoot met ongeveer de helft moet verminderen. Het driejarige project Lithium Refining via Salt-Assisted Crystallisation (LiSA) moet een koolstofarmere methode voor lithiumraffinage ontwikkelen door recycling, industriële chemie en procesinnovatie te combineren.
De Nederlandse overheid heeft het initiatief 2 miljoen euro toegekend via het TKI Energy-programma. Daarnaast gaat het consortium 3,6 miljoen euro investeren in de ontwikkeling en het testen van de proefinstallatie in Nederland. Chemiebedrijf Nobian leidt het consortium samen met batterijrecycler Back to Battery, de Universiteit Twente, Demcon Suster en ISPT.
Gesloten kringloopproces
Het LiSA-project gaat lithium uit Europese geothermische pekel en afgedankte batterijen raffineren tot lithiumhydroxide en lithiumcarbonaat van batterijkwaliteit. In tegenstelling tot conventionele raffinagemethoden gebruikt het gepatenteerde proces lithiumchloride als uitgangsmateriaal. De technologie combineert elektrochemie met zoutondersteunde kristallisatie om lithiumverbindingen uit de oplossing te scheiden.
Een belangrijk kenmerk is het circulaire ontwerp. Het tijdens het proces geproduceerde natriumchloride wordt hergebruikt in de bestaande chloor-alkali-elektrolyse-installaties van Nobian voor de productie van natronloog. Dat materiaal keert vervolgens terug naar het raffinageproces, waardoor afval en de vraag naar grondstoffen worden verminderd.
Minder energie en uitstoot
Volgens het consortium zou de technologie ongeveer 50% minder energie kunnen verbruiken en tegelijkertijd de CO₂-uitstoot met een vergelijkbare marge kunnen verminderen. Verwacht wordt ook dat het minder water verbruikt en minder afvalstromen genereert dan conventionele lithiumraffinage.
In de proeffabriek zullen lithiumgrondstoffen uit verschillende Europese bronnen worden geëvalueerd. Onderzoekers zullen ook bestuderen hoe onzuiverheden uit gerecyclede batterijmaterialen de raffinageprestaties beïnvloeden.
Recycling koppelen aan raffinage
Ondanks de groeiende batterijproductie blijft Europa sterk afhankelijk van geïmporteerde lithiumchemicaliën. Tegelijkertijd keert relatief weinig lithium dat uit afgedankte batterijen wordt teruggewonnen, terug naar de productie van nieuwe batterijen. Het LiSA-project moet die kloof overbruggen door gerecycled lithium rechtstreeks in het raffinageproces te integreren. De Nederlandse batterijrecycler Back to Battery levert lithiumhoudende pekel voor de proeven, die uit afgedankte batterijen is teruggewonnen.
‘LiSA maakt gebruik van onze expertise op het gebied van elektrochemie en kristallisatie om een van de belangrijkste uitdagingen van Europa op het gebied van grondstoffen aan te pakken’, zegt Coert van Lare, directeur van het innovatieprogramma voor hernieuwbare en circulaire energie bij Nobian.
Steven Lans, CEO van Back to Battery, is van mening dat de samenwerking aantoont hoe bestaande chemische expertise de circulaire batterijproductie kan versnellen. ‘We winnen kritieke grondstoffen terug uit afgedankte batterijen en brengen deze terug naar nieuwe batterijen zonder enig prestatieverlies’, zegt hij.
Europese toeleveringsketens opbouwen
Naast de pilot hopen de partners dat het project de Europese batterijchemie-industrie zal versterken door recycling, raffinage en opschaling naar industriële schaal te combineren in één enkele waardeketen.
De Universiteit Twente zal ondersteuning bieden bij procesmodellering en -optimalisatie, terwijl ISPT het project coördineert en de bevindingen deelt met de industriële partners.
Als het project slaagt, is het consortium van mening dat de technologie kan bijdragen aan het verminderen van de Europese afhankelijkheid van geïmporteerde batterijmaterialen en tegelijkertijd een meer circulaire en veerkrachtige toeleveringsketen voor batterijen kan ondersteunen.
Bron: Recycling International