IRIS: Iridium and Ruthenium Recovery from Green Hydrogen Systems

Platina, palladium, rhodium, iridium, ruthenium og osmium er kjemiske elementer som sammen utgjør platingruppemetallene (PGM). De har lignende fysiske og kjemiske egenskaper, og finnes typisk sammen i utvalgte, sjeldne malmforekomster. Hovedbruken deres er som katalysatorer innen kjemisk industri og utslippskontroll i transportmidler, samt i grønne energisystemer som vann-elektrolyse for hydrogenproduksjon og brenselceller. PGM-ene har alltid vært klassifisert som kritiske råmaterialer (CRM) av EU, på grunn av deres knapphet og avhengigheten av import fra land utenfor Europa. I den siste CRM-vurderingen økte forsyningsrisikoen for alle PGM-ene, og spesielt Ir. Som en del av CRM-strategien oppfordrer EU til økt utvinning av disse verdifulle elementene fra sekundære kilder som end-of-life (EoL)-produkter og avfallsstrømmer. Denne strategien harmonerer også godt med målene for sirkulær økonomi og avfallsfritt samfunn. Effektiv og selektiv utvinning av PGM-er, spesielt Ir og Ru, fra forskjellige avfallsstrømmer er utfordrende, hovedsakelig på grunn av deres lave kjemiske reaktivitet. De har en tendens til å danne passive oksidforbindelser hvis de blir utsatt for tradisjonelle metallutvinningsmetoder, hvilket er et ytterligere hindrer for effektiv gjenvinning. Dette prosjektet vil fokusere på optimaliseringen av en innovativ prosess som kan omgå disse utfordringene, og oppnå god effektivitet uten at det går ut over renheten til det resulterende metallet og/eller miljøavtrykket. Prosjektet vil dessuten bidra med økt kunnskap i et felt der det er store usikkerheter når det gjelder beste praksis. En av de raskest voksende teknologiene som bruker PGM i dag er produksjon av grønt hydrogen fra vann-elektrolyse. En Proton Exchange Membrane-elektrolysør tilsvarende 1 MW krever omtrent 1,5 kg Ir. Med de ambisiøse planene som foreligger for utvidelse av denne industrien, er gjenvinning av verdifulle PGM-er fra EoL-membranelektrodeanlegg avgjørende.

Platinum, palladium, rhodium, iridium, ruthenium and osmium are the elements in the Platinum group metals (PGMs). They have similar physical and chemical properties, generally derived from the same types of ores in which they occur together. Thus they are classified as by-products. Their main use is catalysis, chemical and petroleum industry, autocatalysis, and green energy systems (water electrolysis for hydrogen production and fuel cells). PGMs have always been classified as critical materials by the EU, due to its dependency on imports from third countries. In the last criticality assessment, the supply risk increased mostly for Ir, and the associated economic impact increased significantly for all the PGMs. To decouple Norway and Europe from unstable suppliers, secondary material streams must be fostered. Moreover, the recovery of these valuable elements from by-products and waste streams is in good harmony with the goals of the Circular Economy towards zero-waste societies. KAR has recently seen an increase in enquiries for products consisting of Ir and Ru, and capturing and producing pure quality metals. Moreover, 1 MW proton exchange membrane electrolyser requires about 1.5 kg of Ir. With the ambitious plans of expansion of Hystar, materials efficiency is paramount. Therefore, the recovery of PGMs from EoL membrane electrode assembly is crucial. An efficient, and selective extraction of PGMs, and especially of Ir and Ru from different ores and wastes is challenging, mainly due to their inertness. They also tend to form oxides, thus preventing from their effective recovery and the subsequent efficiency loss. The project will focus on the optimization of an innovative method that may circumvent this problem, achieving good extraction efficiencies, without penalizing the purity of the recovered material and/or environmental footprint. Besides, the project will bring more knowledge to a field where there are large uncertainties regarding best practices.