Akkujen kemiallisen latauksen purkamisen aikana syntyneiden sivuvirtojen hyödyntäminen
No Thumbnail Available
Files
Sandholm_Eikka_2025.pdf (996.41 KB) (opens in new window)
Aalto login required (access for Aalto Staff only).
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan korkeakoulu |
Bachelor's thesis
Electronic archive copy is available locally at the Harald Herlin Learning Centre. The staff of Aalto University has access to the electronic bachelor's theses by logging into Aaltodoc with their personal Aalto user ID. Read more about the availability of the bachelor's theses.
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2025-01-08
Department
Major/Subject
Kemian tekniikka ja prosessit
Mcode
CHEM3050
Degree programme
Kemiantekniikan kandidaattiohjelma
Language
fi
Pages
24
Series
Abstract
Litiumioniakkujen kasvava määrä edellyttää tehokkaita ja kestäviä kierrätysmenetelmiä, joissa materiaalit voidaan palauttaa takaisin tuotantoketjuun. Kierrätysprosessin alkuvaiheessa akkujen jäännösvarauksen turvallinen purkaminen on välttämätöntä tulipaloriskien ehkäisemiseksi. Tämä vaihe tuottaa merkittäviä sivuvirtoja, kuten kaasuja, lietettä ja käytettyjä purkuliuoksia, joiden hyödyntäminen voisi parantaa kierrätysprosessin ekologisuutta ja taloudellisuutta. Tässä työssä tutkittiin eri kemiallisten liuosten, kuten natriumkloridin, natriumsulfaatin, natriumkarbonaatin ja natriumhydroksidin, käyttöä akkujen purkuprosessissa ja näiden vaikutuksia sivuvirtoihin. Tulosten mukaan syntyvä liete koostuu pääasiassa akkujen metallikomponenttien korroosiotuotteista, ja sen hyödyntäminen vaatii energiaintensiivisiä jatkoprosesseja. Syntyvä vety ja happi kaasusivuvirtoina tarjoavat kuitenkin mahdollisuuden paikalliseen energiakäyttöön esimerkiksi polttoainekennoissa. Purkuliuosten ominaisuudet osoittivat, että liuosten uudelleenkäyttö on mahdollista pienillä esikäsittelytoimilla, kuten suodatuksella, erityisesti natriumkarbonaatti- ja natriumhydroksidiliuoksilla. Työn tulokset korostavat, että sivuvirtojen hyödyntämisellä on merkittävä rooli litiumioniakkujen kierrätysprosessin ympäristövaikutusten ja kustannusten pienentämisessä. Jatkossa tulisi keskittyä sivuvirtojen jatkokäsittelyn energiatehokkuuteen ja purkuliuosten kierrätyksen optimointiin teollisessa mittakaavassa.The increasing number of lithium-ion batteries necessitates efficient and sustainable recycling methods that enable materials to be returned to the production chain. At the early stage of the recycling process, the safe discharge of residual battery charge is essential to prevent fire hazards. This stage generates significant side streams, such as gases, sludge, and spent discharge solutions, whose utilization could enhance the ecological and economic sustainability of the recycling process. This study investigated the use of various chemical solutions, such as sodium chloride, sodium sulfate, sodium carbonate, and sodium hydroxide, in the battery discharge process and their effects on the side streams. The results showed that the resulting sludge primarily consists of corrosion products of the batteries' metal components, and its utilization requires energy-intensive downstream processes. However, hydrogen and oxygen produced as gaseous side streams offer potential for local energy applications, for example, in fuel cells. The properties of the discharge solutions indicated that their reuse is possible with minor pretreatment, such as filtration, particularly with sodium carbonate and sodium hydroxide solutions. The results of this study emphasize that the utilization of side streams plays a significant role in reducing the environmental impact and costs of the lithium-ion battery recycling process. Future efforts should focus on the energy efficiency of side stream treatment and the optimization of discharge solution recycling on an industrial scale.Description
Supervisor
Aromaa, JariThesis advisor
Vierunketo, MinervaKeywords
litiumioniakut, kierrätys, sivuvirrat, elektrolyysi