Det er mangel på grafitt til batteriproduksjon i Europa. Den enorme etterspørselen etter litium-ion-batterier fra bilindustrien, som fortsetter å vokse voldsomt, har økt behovet for anodematerialet grafitt. Råstoffet utvinnes i gruver eller produseres fra oljekoks.
Grafitt er det dominerende materialet i anodene på litium-ion-batterier, selv om mange har begynt å tilsette litt silisium, som Elkem også er en stor produsent av.
Mangelvare
Europa har svært lite grafitt selv og altfor lite til den planlagte batteriindustrien som skal levere til bilindustrien. I dag er det Kina og andre land i Asia som er de største produsentene. Det bekymrer folk i vår del av verden. Ikke minst fordi mye av den grafitten Europa må importere er beheftet med store utslipp av CO₂ og andre forurensninger.
Ny prosess
Elkem har i lengre tid jobbet med å utvikle en ny prosess for å produsere syntetisk grafitt. Den går ut på å varmebehandle oljekoks slik at man fjerner forurensninger og står igjen med en svært ren grafitt.
– Vi varmer opp den svært karbonrike koksen til rundt 3000 grader. Det gjør at svovel og metaller sublimerer bort og kan renses ut fra avgassen. Varmen gjør også at karbonet blir til en nesten perfekt grafittkvalitet, sier leder for Elkem, Battery Materials, PhD Stian Madshus.
Elkem har jobbet med den nye teknologien i flere år ved forskningssenteret i Kristiansand. Der produserer de noen titalls kilo av stoffet i uka. Nå skal de bygge et pilotanlegg som skal verifisere teknologien og produsere opp mot 200 tonn årlig.
– Driften av pilotanlegget skal legge grunnlaget for en investeringsbeslutning knyttet til en fullskala fabrikk på Herøya Industripark. Det er ikke avgjort hvor stor produksjonen skal være, men et sted mellom 10 og 20.000 tonn årlig. Markedet er på 300.000 tonn nå. Det vil kunne tidoble seg de neste ti årene, sier han.
Grønt svart pulver
Den prosessen Elkem bygger opp er svært kraftkrevende, men siden den skal basere seg på fornybar vannkraft er produktet veldig attraktivt. Spesielt i det europeiske markedet hvor man ønsker mest mulig grønn teknologi i industriprodukter.
– Dette er en lukket og ren prosess, og den skiller seg vesentlig fra de åpne prosessene som stort sett brukes i dag. Produksjonen av grafitten vil skje i mange trinn, men dette er en mer effektiv prosess og det er lettere å kontrollere og rense utslipp. I tillegg er det et stort potensial for energigjenvinning, sier Madshus.
Elkems anslag viser at de kan kutte CO₂-utslippene med opptil 90 prosent sammenlignet med alternativer produsert med mindre energieffektive prosesser og kullgenerert elektrisitet.
Kontinuerlig forbedring
Utviklingen av materialer til batteriproduksjon er i rask endring og forbedring.
– Det er ikke noe statisk over slik produksjon. Vi ser for oss rask utvikling av både produksjonsprosessene og selve produktet. Grafitten selv, i form av partikler og overflateegenskaper, kan utvikles videre for å forbedre batteriene. Ikke minst når det gjelder evnen til å tåle hurtiglading.
Madshus vil ikke si noe nøyaktig om antallet arbeidsplasser på den nye fabrikken, men han antyder at det vil dreie seg om mer enn hundre. Mange av de vil måtte være høyt kvalifiserte.
Sirkulær batteriøkonomi
– Vi ser også på muligheten til å kunne resirkulere anodegrafitten gjennom å reprosessere den til et nytt materiale, som igjen kan brukes i nye battericeller. Håpet er at bruken av batterier i fremtiden kan bli en slags lukket sirkel, sier Madshus.
