Li-Cycle var lite mer än en teckning på baksidan av en servett på ett kafé i Yorkville för tre år sedan. I dag, startupen som grundades av University of Torontos alumner står på gränsen till en internationell expansion som dess stödjare tror i grunden kan förändra sättet att återvinna litiumjonbatterier.

Ajay Kochhar, företagets medgrundare och VD, beskriver Li-Cycle som ett resursåtervinningsföretag som fokuserar på att skapa en slutkedja för litiumjonbatterier som alltmer driver allt från smartphones till bilar.

"Tim Johnston, min medgrundare, och jag skissade först på Li-Cycle-processen i slutet av 2016, säger Kochhar, som studerade kemiteknik vid U of T:s yrkeshögskola.

"Vi började med att titta på den finansiella modellen för att se om verksamheten kan vara livskraftig. Det första svaret som framkom var ja, så vi uppmuntrades att utöva möjligheten ytterligare."

Li-Cycle kan för närvarande bearbeta mer än ett ton batterier varje dag vid sin pilotanläggning i Kingston, Ont. Men den explosiva tillväxten av elfordon (EV) de senaste åren – det finns nu mer än tre miljoner elbilar på vägen, upp från mindre än en miljon 2014, enligt International Energy Agencys Global Electric Vehicle (EV) Outlook – driver efterfrågan allt högre.

Som ett resultat, startupen planerar en expansion för att bearbeta mer än 17 ton per dag – och det är bara början.

"Vi är översvämmade, " säger Kunal Phalpher, bolagets kommersiella chef. "När vi pratar med kunder, inom några minuter efter att vi presenterat oss, någon kommer att säga 'Åh ja, vi har pallar med batterier lagrade i ryggen som vi inte hade en aning om vad vi skulle göra med. Kan du ta dem?"

Medan befintliga återvinningsföretag traditionellt har fokuserat på de mindre litiumjonbatterier som finns i hemelektronik, Li-Cycles grundare säger att de inte nödvändigtvis är beredda att hantera den kommande översvämningen av batterier från elbilar.

"I den etablerade industrin, nyckelmaterialet de återvinner är kobolt. Det är detta som driver processen och ekonomin, säger Kochhar, som utförde konsultarbete för ett antal företag inom gruv- och metallindustrin innan han startade Li-Cycle.

Att utvinna kobolt innebär att man använder pyrometallurgi, vilket innebär att batterierna förångas eller bränns vid höga temperaturer. Trots den stora energiinsatsen, återhämtningen i detta system är låg, cirka 30 till 40 procent.

Däremot Li-Cycle har arbetat med medarbetare för att utveckla en process baserad på hydrometallurgi, eller våt kemi. De har uppfunnit ett sätt att säkert strimla inkommande batterier, reducera dem till små bitar. Därifrån, batterierna drivs genom en rad kemiska reaktioner och separationer. Resultatet är återvinning inte bara av kobolt, men också litium, nickel och andra ämnen, som omfattar 80 till 100 procent av originalbatteriet.

"Våra slutprodukter motsvarar i kvalitet till de som skulle produceras från en jungfrulig källa, " säger Kochhar. "De kan gå direkt tillbaka in i batteriförsörjningskedjan."

Li-Cycle kan återvinna alla typer av litiumjonbatterier och är helt agnostisk mot kemi, formfaktor, tidigare applicering och storlek. Men batterier från elbilar, en av Li-Cycles målmarknader, innehåller mindre kobolt och är större och svårare att bearbeta jämfört med dem från personlig elektronik. Med tanke på den låga återvinningen av den traditionella pyrometallurgiska processen, Elbilstillverkare betalar vanligtvis höga avgifter för att få sina batterier återvunna. Li-Cycles högre återvinning gör det möjligt för företaget att ta ut en lägre avgift – en som Kochhar tror kommer att fortsätta att minska över tiden.

"Till exempel, Tesla, BMW och deras kamrater vill i slutändan inte betala för att få sina batterier återvunna, " säger han. "Vårt tillvägagångssätt gör att resursåtervinning från litiumjonbatterier faktiskt är lönsam till den punkt där vi har flexibilitet för alternativa kommersiella modeller."

Nyckeln till framtida framgång kommer att vara uppskalning, och snabbt. Teamet planerar att snart öppna en fullskalig anläggning i USA som kan bearbeta 5, 000 ton förbrukade litiumjonbatterier per år. De undertecknade nyligen ett samförståndsavtal med Sungho Group, en stor metallåtervinnare i Sydkorea, där de hoppas kunna skapa ett nav för den asiatiska marknaden. De planerar också aktivt en anläggning i Europa.

Under hela deras resa, både Kochhar och Phalpher har dragit mycket nytta av de kopplingar de gjorde vid U of T, liksom de värden de utvecklade under sina grundutbildningar i ingenjörsvetenskap.

"Vi har anställt flera U of T-ingenjörsstudenter genom PEY [Professional Experience Year] Co-op-programmet, och de har varit avgörande för att lägga grunden som fick oss dit vi är nu, "säger Phalpher." Det har varit fantastiskt för oss, men också för dem. Jag tror att det är väldigt viktigt att exponera eleverna för det breda utbudet av möjligheter de har att slå sin egen väg och driva innovation."

"De studenter vi anställer blir ibland förvånade när de får veta att kemiingenjörer kan starta egna företag, " tillägger Kochhar. "Inte varje start behöver vara en app. Kemiteknik vid U of T lärde mig att snabbt tillgodogöra mig ny information, att vara anpassningsbar, och att utveckla motståndskraft. Jag använder fortfarande dessa förmågor varje dag."