ÄûÃʵ¼º½

Väitöskirjan nimi: Environmental impacts of processing secondary cobalt raw materials

³Õä¾±³Ù³Ù±ð±ô¾±Âáä: Riina Aromaa-Stubb
³Õ²¹²õ³Ù²¹±¹Ã¤¾±³Ù³ÙäÂáä: Prof. Johan Berg Pettersen, Norwegian University of Science and Technology, Norja
Kustos: Prof. Mari Lundström, Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu

Siirtymä fossiilisista polttoaineista vihreämpiin teknologioihin lisää monien metallien tarvetta ja kysyntää. Yksi näistä on koboltti, jota käytetään litiumioniakuissa, mutta myös perinteisemmissä sovelluksissa, kuten kovametallissa ja katalyyteissä. Lähes kaikki koboltin nykytuotannosta valmistetaan primääriraaka-aineista ja tuotanto on maantieteellisesti keskittynyt hyvin harvoille alueille. Koboltin primäärituotantoon on myös liittynyt huolta ympäristövaikutuksista ja toiminnan kestävyydestä. Yhtenä tapana vähentää ympäristövaikutuksia ja parantaa raaka-ainesaatavuutta on pidetty kierrätysraaka-aineiden käytön lisäämistä. Myös sekundäärisen koboltin valmistukseen liittyy kuitenkin ympäristövaikutuksia ja tämän väitöskirjan tutkimuksen tavoitteena oli arvioida vaikutuksia koboltin kierrätyksessä kovametallista ja kobolttikatalyyteistä.

Ympäristövaikutuksia tutkittiin käyttämällä prosessimallinnukseen perustuvaa elinkaariarviointia (LCA), jossa tutkittavat prosessit mallinnettiin kirjallisuudesta saatujen prosessitietojen avulla. Kyseinen menetelmä mahdollistaa myös vielä kehitteillä olevien prossien tutkimisen, sillä prosessimallin perusteella voidaan rakentaa inventaario, joka kuvaa sekä prosessin suoria päästöjä että käytettyjen kemikaalien ja hyödykkeiden kulutusta. Väitöskirjassa tutkittiin sekä teollisessa käytössä olevia että vasta kehitteillä olevia prosesseja. Lähes kaikissa skenaarioissa kierrätysprosessien ympäristövaikutukset olivat pienempiä, kun niitä verrattiin samojen tuotteiden valmistamiseen primääriraaka-aineista, mikä kannustaa lisäämään kierrätyskoboltin käyttöä uusien kobolttituotteiden valmistuksessa.

Prosessimallinnuksessa käytettyjä tietoja pidetään LCA:ssa toissijaisina, eli niihin liittyy suurempi epävarmuus kuin ensisijaisesti suoraan laitokselta kerättyihin tietoihin massa- ja energiataseista. Väitöskirjassa tutkittiin siten myös erilaisten herkkyys- ja epävarmuusanalyysimenetelmien vaikutusta siihen, miten mallinnettuun dataan liittyvä epävarmuus näkyy LCA-tulosten perusteella tehdyissä johtopäätöksissä ja suosituksissa. Suurimmilta osin eri menetelmien välillä ei ollut suuria eroja, mutta varsinkin suoriin päästöihin liittyen prosessimallinuksen parametreihin liittyvän epävarmuuden käsittelemättä jättäminen aliarvioi epävarmuuden vaikutusta tuloksiin.

Avainsanat: prosessimallinnus, ympäristövaikutukset, kovametallin kierrätys, katalyyttien kierrätys

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 7 päivää ennen väitöstä):  

Yhteystiedot:
riina.aromaa-stubb@aalto.fi