現在、世界には 1.4 億台以上の車があり、その数は ダブル2036。 もしこれらすべての車がガソリンやディーゼルを燃やせば、気候に悲惨な影響が及ぶでしょう。 電気自動車は排出する 大気汚染物質の減少 そして、もし再生可能エネルギーで動かされていれば、車を運転しても地球の大気を暖める温室効果ガスが増えることはないでしょう。
しかし、XNUMX年以内に非常に多くの電気自動車（EVと略されることが多い）が生産されれば、リチウム、コバルト、ニッケル、マンガンなどの金属の需要が急増するだろう。 これらの金属はEVバッテリーの製造に不可欠ですが、 どこにも見つからない。 世界のリチウムのほとんどは地下に眠っている アタカマ砂漠 南米では、 採掘の脅威 地元の人々と生態系。
EVの大手メーカーは、輸入コストを低く抑え、これらの原材料の信頼できる供給源を見つける必要があります。 マイニング 深海 それは選択肢の一つですが、 損傷する可能性もあります 生息地と野生動物の危険にさらされています。 同時に、貴金属が詰まった廃電子機器が埋め立て地や世界で最も貧しい地域に山積みになっている。 2.5百万トン 毎年合計に加算されます。
EVのバッテリー自体には、 貯蔵寿命 XNUMX年からXNUMX年くらい。 リチウムイオン電池は現在、わずかな割合でリサイクルされています。 5％未満 EUでは。 これらの金属の新しい資源を採掘する代わりに、 なぜ再利用しないのか すでにそこにあるものは何ですか？
リサイクル経済
最大のリチウムイオン電池リサイクル業者は次のとおりです。 中国に拠点を置く。 北米や欧州ではリサイクルは企業がお金を払う義務として扱われることが多いが、中国では使用済みバッテリーの競争が非常に激しいため、リサイクル業者はバッテリーを手に入れるために喜んでお金を払う。
大部分 リサイクルされるバッテリーは溶解され、金属が抽出されます。 これは多くの場合、大量のエネルギーを使用し、多くの二酸化炭素を排出する大規模な商業施設で行われます。 これらのプラントは建設と運営に費用がかかり、製錬プロセスで発生する有害な排出物を処理するための高度な設備が必要です。 コストが高いにもかかわらず、これらの工場で貴重な電池材料がすべて回収されることはほとんどありません。
金属リサイクルの世界市場の価値は、52 年の 37 億米ドル (2020 億ポンド) から、 76で10億ドル。 エネルギー消費量の少ないリサイクル方法がなければ、この新興産業は環境問題を悪化させるだけです。 しかし、何十年も使用されてきた廃棄物から貴金属を抽出する自然なプロセスが存在します。
バッテリーのバグ
バイオリーチングはバイオマイニングとも呼ばれ、代謝の一部として金属を酸化できる微生物を利用します。 これは鉱業で広く使用されており、鉱石から貴重な金属を抽出するために微生物が使用されます。 最近では、このテクニックは 慣れている 電子廃棄物、特に印刷物を清掃し、材料を回収する 回路基板 コンピューター、ソーラーパネル、 汚染水 そして、さえ ウランダンプ.
コベントリー大学のバイオリーチング研究グループの同僚と私は、EV バッテリーに存在するすべての金属がバイオリーチングを使用して回収できることを発見しました。 細菌のような アシディチオバチルスフェロオキシダンス およびその他の非毒性種は、高温や有毒化学物質を必要とせずに、金属を個別にターゲットにして回収します。 これらの精製された金属は化学元素を構成するため、複数のサプライチェーンで無制限にリサイクルできます。
バイオリーチングをスケールアップするには、多くの場合二酸化炭素を使用して、37°C のインキュベーター内で細菌を増殖させる必要があります。 多くのエネルギーを必要としないため、このプロセスは一般的なリサイクルプラントよりも二酸化炭素排出量がはるかに少なく、汚染も少なくなります。 EV バッテリーの廃棄物を削減しながら、バイオリーチング施設により、メーカーはこれらの貴金属を地元で回収でき、少数の生産国への依存度が低くなります。
電子廃棄物からすべての貴金属を除去し、それらが溶液中に浮遊したら、それを止めるバイオリーチングに取り組んでいる学者たち。 これでは産業界にとって十分ではありません。 私たちはバイオリーチングと電気化学的手法を組み合わせて、これらの金属を探し出し、サプライチェーンに役立てることができます。 残念ながら、多量のエネルギーと有毒化学物質を必要とする金属リサイクルの既存の方法が数十年にわたって使用されてきました。 業界には常にイノベーションを起こす余裕があるわけではないため、変化を義務付け、よりクリーンな代替手段に投資するかどうかは政府次第です。
EVのバッテリーはまだ初期段階にある技術です。 コンポーネントの再利用は設計の一部として考慮される必要があります。 リサイクルは後回しになるのではなく、バイオリーチングによる EV バッテリーのライフサイクルの始まりと終わりの両方となり、新しいバッテリー用の高品質の原材料を低い環境コストで生産します。
詳細については、こちらをご覧ください セバスチャンの 内での研究 スポーツ、運動、生命科学センター' バイオサイエンスとバイオテクノロジーの研究テーマ.
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