Egy új-zélandi vállalat forradalmasítaná a kritikus nyersanyagok előállítását egy teljesen hulladékmentes folyamattal. 

 Az olivin egy látszólag jelentéktelen kőzet. Olajbarna vagy sárgászöld árnyalata, rideg és kemény szerkezete ellenére kevés ipari értékkel bír – többnyire útalapként, kerámiában, fémtisztításra, ritkábban drágakőként használják. A világ bizonyos pontjain a bányászat során keletkező melléktermékként egyszerűen felhalmozzák. Ám egy új-zélandi mérnökcsoport számára épp ebben az anyagban rejtőzik egy új, környezetbarát nyersanyag-ellátási módszer kulcsa. 

Az Aspiring Materials egy olyan szabadalmaztatott kémiai eljárást fejlesztett ki, amely többféle hasznos anyagot képes előállítani ebből az ásványból – mindezt káros melléktermék nélkül. A legértékesebb kinyert komponens a nikkel-mangán-kobalt-hidroxid (NMC), amely a lítiumion-akkumulátorok egyik kulcsfontosságú összetevője. 

Három termék, nulla hulladék 

Az Aspiring pilotüzeme idén februárban kezdte meg működését a szigetország második legnagyobb városának, Christchurch ipari övezetében. A létesítményben nagyméretű rozsdamentes acéltartályok és kisebb reakcióedények láncolata dolgozik összehangoltan. Az egész rendszer működtetéséhez mindössze három dolog szükséges: kőzet, víz és megújuló energia – állítja Colum Rice, a cég kereskedelmi igazgatója.  

Az eljárás során semmilyen szén-dioxid nem keletkezik.

A kiinduló anyag az olivinből származó zöldesszürke por, az úgynevezett olivinliszt, amely gyakran keletkezik tűzálló homok gyártásakor. Ezt juttatják be a legnagyobb tartályba, ahol kénsavval reagáltatják, hogy létrejöjjön az úgynevezett „elemi leves” – magyarázza Megan Danczyk, az Aspiring vezető vegyészmérnöke. Ezután a savas elegy több reakcióedényen halad keresztül, ahol nátrium-hidroxid hozzáadásával és a hőmérséklet, valamint a szemcseméret pontos szabályozásával három különböző anyagot nyernek ki belőle: 

• szilícium-dioxidot (50 százalékban), amely részben helyettesítheti a globálisan használt cementet, 

• magnézium-hidroxidot (40 százalékban), amely alkalmazható szén-dioxid megkötésére, szennyvíztisztításban vagy ötvözetgyártásban, 

• NMC-tartalmú fémkeveréket (10 százalékban), amely az elektromos járművek, energiatárolók és kéziszerszámok akkumulátorainak egyik alapanyaga. 

A reakció végén csak sós lé marad vissza, amelyet egy elektrolizáló berendezés újrahasznosít. Ez képes regenerálni a felhasznált savat és lúgot, így az egész folyamat zárt rendszerben zajlik, alacsony hőmérsékleten és légköri nyomáson. 

Akkumulátoripari potenciál 

Az Aspiring jelenleg egymást követően végzi el a három kivonási lépést, de hamarosan párhuzamos reakcióláncokat vezetnek be, hogy a teljes folyamat időtartamát három napról egyre csökkentsék. A vállalat állítása szerint az általuk előállított NMC teljes mértékben megfelel az iparági szabványoknak. 

Az NMC-hidroxid létfontosságú az energiasűrű lítiumion-akkumulátorok katódjához. Ezeket anyagokat jelenleg különböző földrajzi régiókból szerzik be: a nikkel főként Indonéziából, a mangán Dél-Afrikából, míg a kobalt a Kongói Demokratikus Köztársaságból származik, ám ezeket túlnyomórészt Kínában dolgozzák fel. A globális ellátási lánc e koncentrációja miatt nő az igény az alternatív, fenntarthatóbb és geopolitikailag stabilabb források iránt. 

Bár az Aspiring termelésében az NMC csak 1 százalékot tesz ki, az új technológia hosszabb távon enyhítheti az iparág ellátási kockázatait. Jim Goddin, az Egyesült Királyság 2023-as kritikus ásványi stratégiai tanácsának tagja szerint a nyersanyag-biztonság három pillére a diverzifikált forrás, a körkörös gazdaság, valamint a kisebb, stabilabb termelők bevonása. Az Aspiring modellje mindhárom területen lehetőséget teremt. 

Versenytársak és kételyek 

A kanadai Atlas Materials szintén egy hasonló, zárt rendszerű technológiát fejleszt, amelyből hasonló végtermékek származnak – azzal a különbséggel, hogy nem olivint, hanem szerpentint használ kiindulási anyagként. Fei Wang, a quebeci Laval Egyetem adjunktusa szerint az olivin nehezebben oldódik savban, így a folyamat savfogyasztása és energiaigénye magasabb lehet. Wang ugyan nem tagja egyik vállalat projektjének sem, de technológiai előrelépésnek tartja az Aspiring megközelítését, még ha gazdasági fenntarthatóságáról kétségei is vannak. 

Goddin szerint ugyanakkor az európai szabályozásban egyre inkább előtérbe kerül az importált nyersanyagok környezeti hatásainak transzparenciája. Még ha az Aspiring termékei drágábbak is lennének, a környezetbarát és hulladékmentes termelés előnyt jelenthet a szabályozott piacokon. 

Kapcsolódó: