Tot nu toe was u wellicht al bekend met verschillende voedingsmiddelen die met behulp van bacteriën worden geproduceerd, maar onderzoekers van de Universiteit van Edinburgh geven deze micro-organismen nu nieuwe taken. In recent onderzoek ontdekten ze namelijk dat genetisch gemodificeerde bacteriën mineralen kunnen terugwinnen uit gebruikte accu's van elektrische voertuigen . Het onderzoek wordt ondersteund door het Industrial Biotechnology Innovation Centre (IBioIC) en het Reuse and Recycling of Lithium-Ion Batteries (ReLiB)-initiatief van de Universiteit van Birmingham. Samen willen ze dit op grote schaal toepassen om de enorme hoeveelheid afval die ontstaat door het weggooien van lithium-ionaccu's te verminderen.
Experts op het gebied van duurzame biotechnologie, onder leiding van professor Louise Horsfall van de Universiteit van Edinburgh, verdiepen zich in een intrigerend concept. Ze streven ernaar een biobased recyclingproces te ontwikkelen waarbij bacteriën worden gebruikt om essentiële metaalverbindingen uit lithium-ionbatterijen te winnen . Met de terugwinning en zuivering van deze kostbare elementen, zoals kobalt, mangaan, nikkel en lithium, ontstaat een veelbelovende mogelijkheid: de oprichting van een baanbrekende toeleveringsketen in het Verenigd Koninkrijk voor oplaadbare autobatterijen.
Om industriële capaciteit te bereiken , wordt het project ondersteund door het Industrial Biotechnology Innovation Centre (IBioIC) . Om het proces in een grotere bioreactor te verbeteren, maakt het IBioIC gebruik van de faciliteiten van het FlexBio Center in Edinburgh. Bovendien is de Genome Foundry van de Universiteit van Edinburgh ingezet om bacteriën zorgvuldig te selecteren en te modificeren , waardoor hun efficiëntie op grotere schaal gegarandeerd is.
Het Reuse and Recycling of Lithium-Ion Batteries (ReLiB) -initiatief, gefinancierd door de Faraday Institution, wordt geleid door de Universiteit van Birmingham. Dit initiatief maakt deel uit van een grotere inspanning om de wetenschap achter elektrochemische energieopslag, de ontwikkeling van vaardigheden, marktanalyse en de eerste fase van commercialisering in het Verenigd Koninkrijk te bevorderen. Het meest recente onderzoek levert een belangrijke bijdrage aan deze inspanning.
Professor Horsfall, hoogleraar Duurzame Biotechnologie aan de Universiteit van Edinburgh, zei: "We lezen vaak over initiatieven om de kosten van EV-accu's te verlagen en hun prestaties te verbeteren, maar naarmate de markt voor groen vervoer groeit, moeten we ook nadenken over wat er met de technologie gebeurt als deze niet meer geschikt is voor gebruik."
"Dit project draait om het gebruik van geavanceerde, duurzame biotechnologie om manieren te vinden om die uitdaging aan te gaan en zo enkele van de meest waardevolle metalen te winnen die in een vroeg stadium van de voertuigproductie weer in de sector kunnen worden gebruikt", voegde professor Horsfall eraan toe.
De professor vervolgde: "Het werk van de Edinburgh Genome Foundry om de best presterende bacteriën te selecteren, in combinatie met de expertise op het gebied van opschaling die we via IBioIC hebben kunnen benutten, betekent dat we in de goede richting gaan om het onderzoeksidee om te zetten in een industriële realiteit."
Proces
Om een natuurlijk biologisch proces na te bootsen , worden bacteriën via een fermentor aan batterijvloeistof toegevoegd. Batterijvloeistof is de vloeistof die overblijft na de eerste verwerkingsstappen. Deze techniek stelt de bacteriën in staat om metaaldeeltjes van nanogrootte te produceren, waardoor een sediment ontstaat dat gemakkelijk van de resterende vloeistof kan worden gescheiden en gefilterd. Het team voert momenteel tests uit met materiaal dat is gewonnen uit een gebruikte elektrische accu van een Nissan Leaf.
De noodzaak van het uur
Door de afname van de reserves en grondstoffen van metalen die in batterijen worden gebruikt, zal een aanzienlijke hoeveelheid ruwe mineralen nu in bestaande batterijen worden aangetroffen . Momenteel wordt het merendeel van de metalen die in EV-batterijen worden gebruikt, geïmporteerd. Nu echter is vastgesteld dat genetisch gemodificeerde bacteriën mineralen uit gebruikte EV-batterijen kunnen terugwinnen, is het door de ontwikkeling van alternatieve recyclingmethoden mogelijk om een duurzamere toeleveringsketen van materialen in het Verenigd Koninkrijk te creëren.
In de eerste helft van 2023 hadden elektrische voertuigen (EV's) een aanzienlijk aandeel van 16.9% in de totale markt voor nieuwe auto's, zo meldde de Europese vereniging van autofabrikanten (ACEA) . Deze prestatie plaatst het Verenigd Koninkrijk in de top van de Europese landen wat betreft de verkoop van elektrische voertuigen.
Naarmate de markt blijft groeien, wordt het van cruciaal belang om initiatieven te introduceren die de toenemende druk op de toeleveringsketen kunnen verlichten en die op een effectieve manier kunnen zorgen voor de juiste verwijdering van gebruikte batterijen wanneer deze het einde van hun levensduur hebben bereikt.
Dr. Liz Fletcher , directeur bedrijfsbetrokkenheid bij IBioIC , zei: "Dit project is een geweldig voorbeeld van hoe biotechnologie kan worden gebruikt om alledaagse producten en diensten zoals auto's en transport duurzamer te maken."
"Niemand wil dat lithium-ionbatterijen op de vuilstort belanden, dus het is belangrijk om verschillende manieren te onderzoeken om ze te hergebruiken en te recyclen. De methode die hier wordt ontwikkeld, heeft een dubbele waarde: het is niet alleen een petrochemische-vrije manier om met afval om te gaan, maar het kan ook helpen om de toeleveringsketen voor zeldzame metalen en de toekomstige batterijproductie te herstellen", voegde Dr. Fletcher eraan toe.
Bron : Gemodificeerde bacteriën zouden essentiële mineralen uit EV-batterijen kunnen recyclen.
