���ʵ���

Väitöskirjan nimi: Evaluation of battery recycling processes using exentropy: a novel multi-dimensional circularity indicator of materials concentration and energy preservation   

��ä���ٳٱ������ä: Minerva Vierunketo
�ղ����ٲ���ä���ٳ�ä��ä: Prof. Philippe Nimmegeers, University of Antwerp, Belgia
Kustos: Prof. Rodrigo Serna-Guerrero, Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu

Evaluation of battery recycling processes using exentropy: a novel multi-dimensional circularity indicator of materials concentration and energy preservation   

Viime vuosisadan aikana populaation kasvu ja teollistuminen ovat johtaneet luonnon resurssien ylikulutukseen ja täten vähentänyt kriittisten raaka-aineiden saatavuutta. Resurssien kulutusta dominoi tällä hetkellä lineaarisen talouden malli (”tuota, kuluta, hävitä”), josta on haittaa mm. ympäristölle ja kriittisille raaka-aineille. Siksi on tärkeää siirtyä lineaarisen talouden mallista kiertotalousmalliin. Kiertotalous edustaa uudistuvaa ja palauttavaa systeemiä, jonka tavoitteena on minimoida jätteen määrää ja siten hidastaa primääristen resurssien virtaa hidastamalla, sulkemalla, ja kaventamalla materiaali- ja energiavirtoja tuotteiden elämänkaaren aikana. Siirtyminen lineaarisen talouden mallista kiertotalousmalliin vaatii kunnollisia strategioita käyttöiän lopun saavuttaneille tuotteille, ja tämän siirtymisen tehokkuutta on mahdollista mitata erilaisilla kvantitatiivisilla kiertotalouden indikaattoreilla. Monet olemassa olevat indikaattorit keskittyvät kerrallaan vain yhteen ulottuvuuteen, joten ongelmana on se, että erilaisten teknologioiden analyysi ja vertailu ei välttämättä ole yhdenmukaista.
Tässä väitöskirjassa esitellään vastikään kehitetty uusi moniulotteinen kiertotalouden indikaattori, eksentropia, joka huomioi samanaikaisesti sekä materiaalien konsentroitumisen että hyödyllisen energian säilymisen prosessissa. Eksentropian laskemiseen on käytetty tilastollisen entropian analyysia ja eksergia-analyysia. Konseptia testattiin hydrometallurgisen litium-ioniakkujen kierrätysprosessin optimoinnissa, kolmen eri litiumioniakkujen kierrätysprosessin vertailussa (pyrometallurginen, hydrometallurginen, suora kierrätys) ja elektrokemiallisen akkujen varauksen purkamisprosessin arvioinnissa. Tulosten perusteella yhteen ulottuvuuteen keskittyvät indikaattorit arvioivat eri prosessit optimaalisiksi, kun taas eksentropian avulla oli mahdollista tunnistaa prosessit, jotka tarjosivat parhaat kompromissit sekä materiaalien että hyödyllisen energian säilymisen näkökulmasta. Tulosten perusteella voidaan sanoa, että vankemmille analyyseille ja siten moniulotteisten indikaattorien käytölle on tarvetta, ja eksentropia todisti tämän ensimmäisenä askeleena kohti moniulotteista tekniikkaa kiertotaloudessa.

eksentropia, eksergia-analyysi, hyperpallo-kiertotalousmalli, kierrätys, kiertotalous, kiertotalouden indikaattorit, litium-ioniakut, suhteellinen eksergiasisältö, tilastollinen entropia, suolaliuospurku

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

Yhteystiedot: minerva.vierunketo@aalto.fi