研究室のPROMES-CNRSで行われた研究により、ギル・フラマンの指揮の下、太陽熱冶金プロセスを使用してリチウム、ニッケル、コバルトなどの貴金属をリチウムイオンバッテリーからリサイクルする可能性が確認されました。PROMES-CNRS研究所は、高エネルギー太陽エネルギーを使用して産業の脱炭素化を目指すプロジェクトに特化しています。
PROMES-CNRSのトップであるギル・フラマン氏は、今後数十年で消費されるリチウムイオンバッテリーの数の予測増加に伴い、これらのバッテリーの処理方法には効果的な手法が急務であると考えています。太陽エネルギーで動く熱技術は、産業の脱炭素化の取り組みに大きく貢献できると信じています。
鉄鋼、セメント、化学などのセクターは、長年に渡り化石燃料に頼っており、これらの産業では化石燃料からの熱が標準となっています。これは集中太陽エネルギー技術にとって大きな障害となっています。しかし、特にピロメタルルギーを通じたリチウムイオンバッテリーのリサイクルの開発は、化石燃料からの熱に代わる有望な選択肢を提供します。これは、バッテリーのリサイクル産業がまだ初期段階にあるため特に重要です。企業や国家が炭素中和を目指しているからです。
現在、バッテリーのリサイクルはピロメタルルギーと水冶金の2つの主要な方法で行われています。従来、水冶金が産業において好まれていましたが、ピロメタルルギーはエネルギー消費量が高いためです。しかし、集中太陽熱エネルギーの組み込みにより、この状況は変わることができます。
PROMES研究所の研究チームは、リチウムイオンバッテリーから戦略的な金属を回収するための太陽熱ピロリシスの探索のために、1.5 kWの太陽炉を使用した概念的なテストを行いました。これは太陽エネルギーを使用したこのピロメタルルギー処理の初の成功した実装を意味しています。
プロセスは、バインダー、有機不純物、銅箔やアルミニウムなどのカソードを含む電極材料を除去するために、580度の温度で30分間の太陽熱ピロリシスによる熱前処理から始まります。その後、機械的な分離が行われ、カソードから金属箔とピロリシス生成物が抽出され、”ブラックマス”として知られる残渣が生成されます。ブラックマスは、1000度の温度で30分間の炭素熱還元プロセスを経て、陽極のグラファイトと結合してニッケルベースの合金が形成されます。PROMESの1.5 kWリアクターは、反応室の下に太陽光を反射させるパラボラ面に太陽エネルギーを集中させるシステムです。
この概念実証は、このようなプロセスに太陽エネルギーを利用する初めの試みを表しています。今後のステップには、コバルトとニッケルからリチウムを分離すること、融点の精製、連続プロセスの工学、反応メカニズムの研究、排出物の制限などがあります。
この新しい技術の支持者たちは、地中海地域の豊富な太陽資源を利用した南ヨーロッパに中規模または小規模の太陽エネルギーを利用したバッテリー再生プラントが広まることを想像しています。PROMESの技術やこの地域で太陽エネルギーの使用が広まることに続いて、これらのプラントはヨーロッパや他の国々にも広がることができるでしょう。
よくある質問：
1. どのようなバッテリーを太陽熱冶金プロセスを使ってリサイクルできますか？
太陽熱冶金プロセスはリチウム、ニッケル、コバルトなどの金属を含むリチウムイオンバッテリーをリサイクルするために使用することができます。
2. なぜ太陽熱技術はバッテリーのリサイクルに有望なのですか？
従来のリチウムイオンバッテリーのリサイクル方法である水冶金などは、エネルギーを多く消費します。しかし、集中太陽熱エネルギーの使用により、このプロセスの効率を向上させることができます。
3. 太陽熱冶金を介したリチウムイオンバッテリーのリサイクルの利点は何ですか？
太陽熱冶金を介したリチウムイオンバッテリーのリサイクルは、化石燃料からの熱に代わる選択肢を提供します。これは炭素中和を目指す上で重要です。
4. リチウムイオンバッテリーの太陽熱冶金プロセスでのリサイクルの手順は何ですか？
プロセスは太陽熱ピロリシスによる熱前処理から始まり、機械的な分離が行われます。その後、炭素熱還元が行われ、ニッケルベースの合金が生成されます。
5. この技術の開発のポテンシャルはどの程度ですか？
この新しい技術の支持者たちは、地中海地域の豊富な太陽資源を利用した南ヨーロッパに中規模または小規模の太陽エネルギーを利用したバッテリー再生プラントが普及する可能性を想像しています。
用語の定義：
– ピロメタルルギー：鉱石、濃縮物、合金から金属を熱処理を用いて取得する技術プロセス。
– 水冶金：化学溶液を用いて金属とその化合物を抽出するプロセス。
– 脱炭素化：特に二酸化炭素を含む温室効果ガスの排出を減らし、気候変動を緩和するためのプロセス。
関連リンク：
– promes.cnrs.fr
– PROMES-CNRS公式ウェブサイト
The source of the article is from the blog enp.gr