Här finns experter på kemiteknik, biologi, filosofi, miljösystemanalys och fysisk resursteori. En forskarskola finansierad av Formas ingår också. Återvinningsforskning har med stor säkerhet funnits länge i olika skepnader inom olika discipliner i universitetsvärlden. Ofta brukade denna forskning var inriktad på specifika problem. I mitten av 1960-talet började professor Jan Rydberg på institutionen för kärnkemi på Chalmers forska kring återvinningen av metaller från olika avfall, då främst vätskeformiga. Han påvisade med stor tydlighet vad som kunde göras med de olika tekniker man använde på institutionen och publicerade en artikel som hette ”Mycket mera bör cirkulera” ( Miljö i Sverige, vol 36, 1974) där han betonade vikten av att mer borde recirkuleras. Då syftade han i huvudsak på metaller, som var i eller kunde bringas i lösning, vilket var ett av styrkeområdena på hans institution. Rena, fasta och större metallbitar hade redan sedan många år återvunnits av företag som exempelvis Stena.
Livscykelanalys
Under 1980-talet började studier av typen livscykelanalys och systemmodellering. De fick alltmer utrymme på universiteten under 1990-talet och början på 2000-talet. Fortfarande fanns dock ingen övergripande universitetsavdelning dedikerad åt praktiska frågor rörande återvinningsfrågor som sådana.
År 2007 initierade Stena Metall AB ett samarbete med Chalmers, där de band sig till att finansiera en professur i Industriell Materialåtervinning under tio år. Detta var den långsiktiga satsning som behövdes. Cirkeln slöts och tjänsten tillsattes av Christian Ekberg, som var docent i kärnkemi från samma institution där Rydberg med flera forskade kring metallåtervinningsfrågor på 1960- och 70-talet.
Tvärvetenskapligt centrum
I detta läge kan man konstatera att frågor som rör materialåtervinning är mycket bredare än vad man kan lösa med de vätskekemiska metoder, som används inom forskargruppen Kärnkemi/Industriell Materialåtervinning.
För att även kunna tackla dessa problem bildades det tvärvetenskapliga Competence Centre Recycling Gothenburg (CCRG) under våren 2007 på initiativ från den nya professuren. Inom kort hade en bred expertis samlats med erfarenheter från kemiteknik, biologi, filosofi, miljösystemanalys och fysisk resursteori med flera. Från 2009 har centret bytt namn till Competence Centre Recycling (CCR) för att visa på den numera tydligare nationella karaktär vi strävar mot. En koordinator har anställts.
Forskarskola
Knutet till återvinningsforskningen och kompetenscentret finns dessutom numera en nationell forskarskola finansierad av Formas, där doktorander inom återvinningsrelaterade discipliner från hela landet samlas, knyter kontakter, läser relevanta kurser och utbyter resultat.
Metaller, batterier, kärnavfall, bilkatalysatorer Som antytts ovan så arbetar återvinningsgruppen på Chalmers med lösningskemiska metoder för återvinning av främst metaller från olika blandade källor såsom: finfraktioner från skrotfragmenterare, förbränningsaskor, hybridbilsbatterier (både NiMH och Li-jon), brandvarnare, kärnavfall samt bilkatalysatorer.
Inom några av dessa områden finns det återvinningsmetoder redan i dag. De är dock ofta energikrävande och produkten har inte en renhet som gör att jungfruligt material kan ersättas.
Spill från solceller
Nyligen fick vår avdelning medel från bland andra Formas, Energimyndigheten och Midsummer AB för att forska kring återvinning av spill vid tillverkning av CIGS-solceller. Problemet här är att ungefär hälften av det koppar, indium, gallium och selen, som används i tillverkningsprocessen inte hamnar på solcellen utan istället deponeras på masker och sköldar i systemet eller blir kvar i targetmaterialet (materialet man sputtrar ifrån).
Elektrokemisk process
Ett examensarbete har nyligen undersökt olika varianter av upplösning. Det blev uppenbart att sura eller basiska lösningar inte är att föredra, då maskerna som är gjorda av stål anfrätts av syran eller basen. I stället provade vi en elektrokemisk process med maskeringsplattan som elektrod. Detta visade sig fungera bra och metallerna gick i lösning och plattan kunde återanvändas i processen. Naturligtvis måste denna metod optimeras med avseende på ett flertal parametrar, men det är en lovande start.
Efter det att vi fått metallerna i lösning kommer separationssteget och vi kommer att fokusera på teknik för vätskeextraktion. Exakt hur det skall gå till är ännu oklart liksom den slutgiltiga renframställningen. I det senare fallet beror detta mycket på hur marknaden ser ut för dessa metaller. Vårt mål är att återvunnet material skall kunna ersätta nybrutet och på så sätt skapa ett mer hållbart resursutnyttjande.
Avfall är det, som är kvar, när fantasin tagit slut!
Författare
:
Christian Ekberg
är professor och forskare vid Competence Centre Recycling (CCR) på Chalmers.