Da Elektrofahrzeuge immer beliebter werden, müssen wir uns in Zukunft mit Batterien befassen, die das Ende ihrer Lebensdauer erreicht haben. Mit Blick auf diese Zukunft haben Wissenschaftler des Oak Ridge National Laboratory ein neues Robotersystem entwickelt, das verbrauchte Batterien von Elektrofahrzeugen mit hoher Effizienz und Sicherheit automatisch zerlegt und so leichter recycelt.
Das Thema verbrauchte Batterien von Elektrofahrzeugen ist nicht nur auf dem Radar Forschungsgruppen, aber auch namhafte Autohersteller. Nissan hat Leaf-Batterien zur Stromversorgung von Rechenzentren umfunktioniert, Renault hat seine Elektrofahrzeugbatterien in Energiespeichersysteme umgewandelt für das Haus und Ladegeräte an Autobahnraststätten, während Ford baut eine 185-Millionen-US-Dollar-Anlage, um sich auf Batterien der nächsten Generation zu konzentrieren, einschließlich der Frage, wie sie nach getaner Arbeit am besten recycelt werden können.
Nach heutigem Stand wird jedoch nur ein winziger Prozentsatz dieser Batterien recycelt, sodass es noch viel zu tun gibt, um enorme Mengen an Elektroschrott zu vermeiden. Bei der manuellen Ausführung muss die Batterie derzeit zunächst entladen und dann Stück für Stück auseinandergenommen werden, wodurch die Arbeiter giftigen Chemikalien und Stromstärken von möglicherweise bis zu 900 Volt ausgesetzt sind.
Auf der Suche nach einem Robotersystem, das das schwere Heben übernehmen kann, wandte sich das Team tatsächlich an eines, das zuvor entwickelt wurde, um Seltenerdmagnete aus alten Festplatten zu extrahieren. Dies wurde für den Einsatz bei verbrauchten Elektrofahrzeugbatterien angepasst, wobei das neue Demontagesystem für jede Art von Batteriestapel konfiguriert werden kann und Schrauben und das Gehäuse sicher lösen kann, selbst wenn das Gerät noch geladen ist.
„Wenn der Roboter bei unserem System den Akku aufnimmt und in die Produktionslinie einsetzt, wird er das letzte Mal von einem Menschen berührt, bis er in Einzelteile und Teile zerlegt ist“, sagt Teamleiter Tim McIntyre.
Von dort aus kann das automatisierte System die Batterien bis auf Zellebene zerlegen und verschiedene Materialien zur Rückgewinnung wie Kobalt-, Lithium- oder Metallfolien entnehmen. Alternativ kann es einzelne Batteriemodule entnehmen, die wiederaufbereitet und in Energiespeichersystemen wiederverwendet werden. Dem Team zufolge kann das System 100 oder mehr Batteriestapel in der Zeit zerlegen, die ein menschlicher Arbeiter für die Demontage von 12 benötigen würde.
„Die Industrie ist nicht auf die Menge an Batterien beschränkt, die sie in diesen Prozess aufnehmen kann“, sagt Teammitglied Jonathan Harter. „Es hat sich bereits ein erheblicher Rückstand angesammelt. Der limitierende Faktor ist die Zeit, die für die elektrische Entladung und die manuelle Demontage benötigt wird.“
Das Team untersucht nun die Idee, das System so aufzubauen, dass es kommerzielle Mengen an Altbatterien angeht, aber stellen Sie sich vor, es könnte auch an Antriebsstränge von Elektrofahrzeugen angepasst werden, die auch wertvolle Materialien enthalten.
„Die automatische Demontage von Komponenten, die kritische Materialien enthalten, eliminiert nicht nur die arbeitsintensive manuelle Demontage, sondern bietet auch einen effizienten Prozess zur Trennung der Komponenten in höherwertige Ströme, bei denen die kritischen Materialien in einzelne Rohstoffe für die Recyclingverarbeitung konzentriert werden“, sagt Teammitglied Tom Lograsso . „Dieser Mehrwert ist ein wichtiger Bestandteil, um einen wirtschaftlich tragfähigen Prozess zu etablieren.“
Das folgende Video gibt einen Einblick in das System in Aktion.
ORNL demonstriert robotergesteuertes Recycling von EV-Batterien
Quelle: Oak Ridge Nationales Laboratorium
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Quelle: https://newatlas.com/automotive/robot-ev-batteries-recycling-speed/
