De schimmels Aspergillus niger (linksboven), Penicillium simplicissimum (rechtsboven) en Penicillium chrysogenum (onder) halen kobalt en litium uit oplaadbare batterijen (Afb: Aldo Lobos)
Oplaadbare batterijen hebben ook een houdbaarheids-datum. Je kunt je afgedankte batterijen, tegenwoordig vaak lithiumionbatterijen, in Nederland overal inleveren, maar waarschijnlijk verdwijnen er toch een hoop in het vuilnis. Zonde van de waardevolle stoffen die nog in die batterijen achterblijven. Onderzoekers hebben schimmels te hulp geroepen om waardevolle stoffen als kobalt en lithium uit de afgedankte batterijen te ‘destilleren’. De onderzoekers vertellen hun verhaal op het ‘najaarscongres’ van de Amerikaanse scheikundevereniging ACS
“Het idee kwam van een student die ervaring had met het extraheren van metalen uit slakken van een smelterij”, zegt Jeffrey Cunningham van de universiteit van Zuid-Florida. “We zien de geweldige groei in telefoons en andere producten met oplaadbare batterijen, dus verschoven we het thema. De vraag naar lithium stijgt razendsnel en het is niet duurzaam dat steeds maar weer opnieuw te winnen.”
Er bestaan methodes om lithium, kobalt en andere waardevolle materialen uit oplaadbare lithiumbatterijen te halen, maar daarbij zijn hoge temperaturen en nare stofjes voor nodig. Cunningham en de zijnen wilden een methode ontwikkelen die wat milieuvriendelijker is,
met middelen uit de natuur. Met schimmels, om precies te zijn. Cunningham: “Schimmels zijn bijzonder goedkope werkkrachten.”
Schimmelsoorten
Voor hun experimenten gebruikten de onderzoekers drie schimmelsoorten: Aspergillus niger, Penicillium simplicissimum en Penicillium chrysogenum. Cunningham: “Die soorten hebben bewezen metalen te kunnen halen uit andere afvalsoorten. We redeneerden dat die mechanismes die daarbij gebruikt worden ook bij lithiumbatterijen zouden kunnen werken.”
De onderzoekers begonnen met het uit elkaar peuteren van de afgedankte batterijen en het verpoederen van de kathodes. Ze maakten daar een papje van en gaven dat de schimmels te eten. Schimmels produceren van nature organische zuren en die zuren logen de metalen uit het materiaal”, legt de onderzoeker uit. “Schimmels plus zuren plus kathodemateriaal zouden het waardevolle kobalt en lithium moeten opleveren, waarbij we er op mikken er alles uit te halen.”
Wat dat betreft is er nog wel wat te doen. Tot nu toe zijn de onderzoekers er in geslaagd met behulp van de schimmels en het door schimmels geproduceerde oxaalzuur een citroenzuur 85% van het lithium te recupereren en 48% van het kobalt. Het ook door de schimmels geproduceerde gluconzuur hielp niet mee bij dat proces.
De opgewerkte metalen blijven achter in een zure oplossing. Nu moeten de onderzoekers nog een listige manier weten te vinden om die metalen uit die oplossing te krijgen. Ik neem aan dat afdampen geen optie is (kost te veel energie). Cunningham: “We hebben wel wat ideeën, maar voorlopig zijn dat alleen nog maar ideeën.” De onderzoekers gaan ook kijken naar welke zuren de verschillende schimmels produceren en welke het effectiefst zijn bij het uitlogen van metalen.
Bron: EurekAlert