Förnybar biobaserad återvinning av kritiska råvaror för omställningen till hållbara transport- och energisystem

Forskningsprojekt, 2024 – 2026

Behovet av att begränsa vår klimatpåverkan har medfört en omfattande omställning av våra transport- och energisystem. Många länder och biltillverkare, däribland Sverige och Volvo har redan åtagit sig att fasa ut bilar som drivs med fossila bränslen mellan 2030-2050. Att efterfrågan på batterier till elfordon kommer därmed att öka framgår av det antal så kallade gigafabriker som planeras och byggs runt om i Sverige, Europa och världen. Lika viktiga som batterier är dem två kilo tunga magneter som huvudsakligen används i elmotorn. Sådana permanentmagneter behövs även till vindkraftverk (och dessutom i många elektroniska apparater, såsom högtalare), vilket kommer att innebära en ytterligare ökning av den framtida efterfrågan.Batterier innehåller värdefulla metaller såsom litium, kobolt och mangan medan permanentmagneter innehåller flera sällsynta jordartsmetaller såsom neodym. Det är viktigt att batterier och magneter återvinns på lämpligt sätt eftersom de material de tillverkas av är giftiga och kan orsaka allvarliga miljöföroreningar. Dessutom skulle effektiv materialåtervinning minska behovet av gruvbrytning, som är en smutsig och energikrävande verksamhet. Det faktum att denna gruvbrytning dessutom sker i ett fåtal länder innebär i sig geopolitiska risker.Det finns metoder för att återvinna batterier, men de kräver antingen stora mängder energi, utvinner inte allt värdefullt material och släpper ut luftföroreningar och farliga restprodukter. När det gäller magneter är dock situationen värre, eftersom den underutvecklade återvinningsprocessen gör att stora volymer av magneterna inte återvinns. I många fall lagras de endast i väntan på bättre återvinningsprocesser, eller så bearbetas de i stålproduktionen och hamnar i avfallsflödet som kallas slagg, varifrån de inte återvinns. Det är inte hållbart att utöka användningen av dessa processer för att tillgodose den förväntade ökningen av återvinningsbehoven.I stället har vi utvecklat en ny teknik för att återvinna metaller och sällsynta jordartsmetaller från batterier och magneter. Vi har genmodifierat en svampart för att göra den till en effektiv tillverkare av organiska syror vilka kan användas för att lösa ut de värdefulla materialen ur avfallet. Våra preliminära tester har varit mycket lovande, eftersom den så kallade biolixivianten (mikrobiellt producerad organisk syralösning) selektivt kan utvinna de värdefulla metallerna och samtidigt efterlämna de metaller som anses vara föroreningar. I detta syfte kommer vi att använda en kombination av genmanipulering, en biosensor som kan mäta nivåerna av organiska syror i cellerna, riktad evolution och en upptrappning av hela processen till pre-pilotskala. Tillsammans kommer dessa satsningar att bidra till förverkligandet av ett cirkulärt samhälle.