Akkumulátorok, műanyagok, megújuló nyersanyagok: újabb ötletek a körforgásos gazdaság szolgálatában

A körforgásos gazdaságban a cél: a pazarlás elkerülése, a termékek újrahasznosítása és az erőforrások helyreállítása. „A körforgásos gazdaság irányába mutató átalakításra megoldásokat felmutató cégek meghatározó versenyelőnnyel fognak rendelkezni” – mondta Dr. Martin Brudermüller, a BASF igazgatótanácsának elnöke és technológiai igazgatója, miközben a körforgásos gazdaságról, mint a társadalmi és politikai élet egyik sorsdöntő témájáról beszélt az első alkalommal megrendezésre került online BASF Kutatói Konferencián. Ennek okán a BASF elindított egy új ’Körforgásos gazdaság’ programot. A vállalat 2030-ra – 17 milliárd €-t elérve – meg szeretné duplázni a körforgásos gazdaságot szolgáló megoldásokkal elért árbevételét. Ennek eléréséhez a vállalat az alábbi három akció-területre helyezi most a figyelmet: körforgásos alapanyagok, új anyagciklusok és új üzleti modellek. A BASF azt a célt tűzte ki maga elé, hogy 2025-ben már évi 250.000 tonna újrahasznosított, hulladékból származó nyersanyagot dolgozzon fel, amivel le tudja majd váltani a fosszilis nyersanyagokat.

Akkumulátorok újrahasznosítása: A hurok bezárása az e-mobilitásban

A szakértők szerint 1,5 millió tonnánál is több, elektromos járművekből származó akkumulátor cellát kell majd ártalmatlanítani 2030-ban. De emellett a cellák, a katód aktív anyagai és ezek prekurzor anyagai gyártása közben is keletkeznek maradékok. Ezek értékes forrásokat tartalmaznak, így pl. lítiumot, kobaltot és nikkelt. Az akkumulátorok újrahasznosításával lehetőség nyílik az ilyen nyersanyagok regenerálására és újrafeldolgozására. A lítiumion-akkumulátorok újrahasznosításához az akkumulátorokat először szét kell szerelni és meg kell őrölni. Ennek eredményeként egy ’fekete masszának’ nevezett anyag jön létre. Napjainkban a fekete masszából – különböző vegyi folyamatok során – már nyersanyagokat is ki lehet nyerni. Ez a természetes lelőhelyeken folytatott bányászattal összehasonlítva legalább 25 százalékkal csökkenti az akkumulátorban levő fémek szén-dioxid lábnyomát.

Ez a folyamat azonban mostanáig rendkívül energia-intenzív eljárásnak számított, illetve óriási mennyiségben keletkeztek sók is, amiket pedig ártalmatlanítani kell. Nem beszélve arról, hogy túlságosan kis mértékben lehetett így nyersanyagokat kinyerni. A BASF egy új, rendkívül hatékony és számos előnnyel járó vegyi folyamat kifejlesztésén dolgozik mostanában: ezzel komoly mennyiségben tud nagytisztaságú lítiumot kinyerni az akkumulátorokból, elejét tudja venni a hulladék keletkezésének és a manapság alkalmazott folyamatokhoz képest tovább tudja csökkenteni a szén-dioxid lábnyomot.

Így tehát a BASF támogatólag áll ki az Európai Bizottság fenntartható európai akkumulátor-értéklánc megteremtésére irányuló céljai mellett. A BASF újrahasznosítási eljárása fontos szerepet játszhat az akkumulátorokat érintő körforgásos gazdaság európai mértékű kialakításában.

Adalékanyagok – a műanyagok jobb újrahasznosításához

A BASF kutatói a műanyagok világában is azon dolgoznak, hogy eredményesebben lehessen bezárni az anyag-hurkokat. A Conversio tanácsadó cég tanulmánya szerint évente nagyjából 250 millió tonna műanyag hulladék keletkezik világszerte. Ennek a műanyagnak csupán kb. 20 százaléka kerül újrahasznosításra, amivel továbbra is használatban marad az anyag. A mechanikai újrafeldolgozás során a hulladékká vált műanyagot őrlik, majd megolvasztják. Ezzel egy olyan újrafeldolgozott anyag keletkezik, amiből aztán új termékek állíthatók elő. Ez az anyag azonban – további feldolgozás nélkül – számos alkalmazáshoz még így sem felel meg. Ennek egyik oka az, hogy újbóli felhasználással és feldolgozással a polimer láncok gyakorta olyannyira megsérülnek, hogy a műanyag már törékennyé vagy sárgássá válik. Másik oka az, hogy a műanyag hulladék gyakran különböző típusú, egymástól el nem különíthető műanyagok keverékéből áll. Példának okáért az italos üvegek polietilén-tereftalátból (PET) készülnek, míg a kupakok általában polipropilénből (PP). Az összeférhetetlen műanyagokat tartalmazó ilyen jellegű keverékek meglehetősen negatív hatással vannak a minőségre.

A BASF kutatói az újrafeldolgozott anyagok minőségét kifejezetten stabilizálni és javítani képes különféle műanyag adalékanyag-csomagok kifejlesztésével tudtak a problematika elébe menni. A kompatibilizáló adalékokhoz hasonló megoldásokkal javítani lehet a polimer keverékek mechanikai tulajdonságain. Így pedig feljavíthatók a mechanikailag újrafeldolgozott műanyagok és a műanyag-ciklusban abból előállított termékek.

A műanyag hulladék a vegyipar újfajta alapanyagává lép elő

Minden évben 200 millió tonna olyan műanyag hulladék keletkezik, amit már globálisan se dolgozunk fel. A műanyagokat érintő körforgásos gazdaság megvalósítását másféleképpen megközelítő vegyi újrahasznosítás a mechanikai újrahasznosítás fontos kiegészítője. A vegyi újrahasznosítás másodlagos nyersanyagokká alakítja át a műanyag hulladékot – például egy pirolízisnek hívott termokémiai folyamat során. E folyamat végterméke a pirolízis-olaj, amiből a vegyipar újabb termékeket tud előállítani. E folyamat előnyei abban rejlenek, hogy vegyes és tisztítatlan műanyag hulladék-áramokat is fel lehet így dolgozni. Ráadásul a pirolízis-olajból készült termékek meg se különböztethetők a hagyományos termékektől, így még a legkomolyabb igényeket támasztó alkalmazásokban is használhatók. Ez pedig azt jelenti, hogy a történelem során először lehet ilyen jellegű műanyag hulladékból gépjármű-alkatrészeket, orvosi eszközöket és akár élelmiszer-csomagolást is gyártani.

Ezen ígéretes technológia elterjesztését szem előtt tartva a BASF 2018-ban indította el ChemCycling™ projektjét. A BASF kutatói a kooperációs partnerekkel közösen dolgoznak a vegyes műanyag hulladékból pirolízis-olaj előállítását célzó folyamat továbbfejlesztésén és tökéletesítésén. Ennek fontos része a megfelelő katalizátorok kifejlesztése az új folyamat technológiájához. Ezeknek a katalizátoroknak kell biztosítaniuk azt, hogy mindig, még eltérő összetételű műanyag hulladékból is nagytisztaságú pirolízis-olajat lehessen előállítani.

További tájékoztatás a Kutatási sajtókonferencián elhangzott előadásokról, valamint egyéb, a körforgásos gazdasághoz kapcsolódó BASF példák itt találhatók: www.basf.com/research-press-conference