Yhteistutkimus osoittaa, että kiinteäoksidikennopinon (solid oxide cell stack) arvokkaita materiaaleja voidaan kierrättää tehokkaasti – ilman monimutkaisia kemiallisia prosesseja.

Kiinteäoksidikennot (SOC, solid oxide cells) ovat keskeinen teknologia puhtaan vedyn tuotannossa, joka on yksi vihreän siirtymän kulmakivistä. Mutta mitä tapahtuu, kun kennot tulevat käyttöikänsä päähän? VTT:n, Kuusakosken ja Elcogenin yhteinen tutkimus antaa tähän lupaavan vastauksen.

Tutkimus, joka on julkaistu tieteellisessä Minerals Engineering -lehdessä (lokakuu 2025) otsikolla "Mechanical pretreatment of waste solid oxide cell stacks", osoittaa, että mekaanisella esikäsittelyllä voidaan erottaa yli 90 % elektrodimateriaaleista jatkokäsittelyyn sopivassa muodossa – ilman haitallisia kemikaaleja.

”Nämä ovat monimutkaisia materiaaleja, jotka sisältävät arvokkaita metalleja. Vedyn tuotannosta ja siihen liittyvistä investoinneista puhutaan paljon, mutta harvemmin pohditaan, mitä tapahtuu infrastruktuurille sen käyttöiän päätyttyä”, sanoo Kuusakosken vanhempi tuotekehitysinsinööri Waltteri Leskinen.

MITEN PROSESSI TOIMII?

Tutkimuksessa käytettiin Elcogenin valmistamia SOC-pinorakenteita, jotka purettiin, murskattiin ja käsiteltiin magneettisen erotuksen avulla. Suuret teräskomponentit poistettiin prosessin alkuvaiheessa, minkä jälkeen erotettiin nikkelipitoinen elektrodijauhe ja tiivistemateriaalit.

Tulokset:

• Elektrodijauhe: yli 90 % puhtaus
• Tiivistemateriaalit: yli 95 % puhtaus

Menetelmän edut:

• Yksinkertainen ja skaalautuva
• Kemikaaliton
• Kustannustehokas ja ympäristöystävällinen

Kiinteäoksidikennostot koostuvat lukemattomista ohuista kerroksista.

HAASTEET JA JATKOTUTKIMUS

Vaikka talteenottoasteet olivat korkeat, elektrodijauheeseen jäi pieniä määriä rautaa, bariumia ja magnesiumia. Tutkimuksen mukaan hydrometallurginen liuotus vaikuttaa lupaavalta jatkokäsittelymenetelmältä, mutta nikkelin ja raudan erottelu vaatii vielä teknistä kehitystä.

”Kriittisten metallien, kuten nikkelin, kierrättäminen on välttämätöntä, jos Eurooppa haluaa rakentaa kestävän ja omavaraisen vetytalouden”, Leskinen painottaa.

MIKSI TÄMÄ ON TÄRKEÄÄ?

Polttokennot ja elektrolyyserit ovat keskeisessä roolissa vihreän teräksen tuotannossa, Power-to-X-sovelluksissa ja vedyn varastoinnissa. SOC-pinorakenteiden kierrätys:

• turvaa pääsyn kriittisiin raaka-aineisiin,
• vähentää CO₂-päästöjä ja ympäristökuormitusta,
• alentaa elinkaarikustannuksia valmistajille ja operaattoreille sekä
• tukee EU:n raaka-aineasetuksen tavoitteita.

KATSE TULEVAISUUTEEN

Vaikka Kuusakoskella ei toistaiseksi ole SOC-kennojen kierrätykseen erikoistunutta käsittelylinjaa, tutkimus luo pohjaa jatkokehitykselle ja muiden kennoteknologioiden kierrätysratkaisujen testaamiselle.

”Jos saisimme rakennettua suljetun kierron yhteistyössä kennovalmistajien kanssa, olisi mahdollista pitää elektrodimateriaalit tehokkaasti kierrossa. Se olisi paitsi ympäristön kannalta kestävä ratkaisu myös taloudellisesti järkevää”, Leskinen toteaa.

KIINNOSTUITKO?

Lue lisää ja ota yhteyttä tuotekehitystiimiimme, jos haluat keskustella uusista yhteistyöprojekteista.

Tutkimusartikkeli on jo sähköisenä luettavissa:  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0892687525003073