Przełomowy wynalazek w zakresie recyklingu baterii
Naukowcy opracowali nową metodę recyklingu elementów zasilających pojazdy elektryczne. W tym celu wykorzystali przełomowe podejście, które ma pewien związek z jednym z zabiegów przeprowadzanych na... fotelu dentystycznym.
W ramach projektu Instytutu Faradaya dotyczącego recyklingu i prowadzonego przez profesora Andy'ego Abbotta z Uniwersytetu w Leicester wykorzystano nową metodę, bazującą na falach ultradźwiękowych. Posłużyła ona do rozwiązania krytycznego wyzwania, które brzmi: jak oddzielić cenne materiały od elektrod, aby fragmenty te było można w pełni odzyskać pod koniec okresu ich żywotności?
Obecne metody recyklingu zazwyczaj doprowadzają zużyte elementy do niszczarki lub reaktora bazującego na wysokiej temperaturze. Do wytworzenia użytecznych materiałów potrzebny jest następnie złożony zestaw procesów fizycznych i chemicznych. Te metody recyklingu są jednak energochłonne i nieefektywne. Jeśli zastosuje się alternatywne podejście i baterie wycofane z eksploatacji będą demontowane, a nie rozdrabniane, istnieje możliwość odzyskania większych pokładów materiału w czystszym stanie. Wykazano, że tego typu demontaż pozwala uzyskać wysoką wydajność (około 80% oryginalnego materiału), a to więcej niż w przypadku innych metod.
Dzięki temu można uniknąć szeregu trudności, a te dotyczyły chociażby kwestii takich jak: w jaki sposób usunąć i oddzielić krytyczne materiały (lit, nikiel, mangan i kobalt) ze zużytych baterii w sposób szybki, ekonomiczny i przyjazny dla środowiska. Ultradźwiękowa technika delaminacji skutecznie usuwa aktywne materiały wymagane od elektrod, pozostawiając czyste aluminium lub miedź. Proces okazał się bardzo skuteczny w usuwaniu tlenków grafitu i litowo-niklowo-manganowo-kobaltowych, powszechnie znanych jako NMC. Wyniki badań opublikowano w Green Chemistry, a zespół badawczy kierowany przez profesora Abbotta złożył wniosek o patent na tę technologię. Profesor Abbott zaznaczył, że ta nowatorska procedura jest 100 razy szybsza i korzystniejsza dla środowiska niż konwencjonalne techniki recyklingu baterii, bo prowadzi do wyższej czystości odzyskanych materiałów. Można porównać ją do ultradźwiękowego odkamieniacza dentystycznego. Co ciekawe, prawdopodobnie przy pierwszym użyciu tej technologii materiały pochodzące z recyklingu trafią z powrotem na linię produkcyjną. To rewolucja w zakresie recyklingu baterii.
Profesor Pam Thomas, dyrektor generalny The Faraday Institution, powiedział, że aby w Wielkiej Brytanii uchwycić pełną wartość wspomnianych technologii, należy skupić się na całym cyklu życia produktu, począwszy od wydobycia materiałów krytycznych, przez produkcję baterii, a skończywszy na samym recyklingu. Gospodarka o obiegu zamkniętym jest bowiem zarówno zrównoważona dla planety, jak i opłacalna dla przemysłu. Zespół badawczy prowadzi wstępne rozmowy z kilkoma producentami akumulatorów i firmami zajmującymi się recyklingiem, aby jeszcze w tym roku umieścić demonstrator technologii na terenie przemysłowym, z długoterminowym celem uzyskania licencji na technologię. Zespół dodatkowo przetestował tę technologię na czterech popularnych typach akumulatorów i stwierdził, że w każdym przypadku działa ona z taką samą wydajnością.
Źródło: University of Leicester
