Την περασμένη εβδομάδα, η Ford παρουσίασε το F-150 Lightning, μια πλήρως ηλεκτρική έκδοση του όχημα με τις καλύτερες πωλήσεις στην Αμερική. Με πολλούς τρόπους, το 530 ίππους Φορτηγό 6,500 λιβρών θυμίζει το Model T της Ford, το οποίο έκανε τα αυτοκίνητα προσιτά στη μεσαία τάξη. Με Προ-παραγγελίες 45,000 τις πρώτες 48 ώρες, το τέρας της Ford με μπαταρία αντιπροσωπεύει περίπου Το 20% όλων των ηλεκτρικών οχημάτων καταχωρήθηκαν στις ΗΠΑ πέρυσι
Εκτός από το F-150 Lightning, εξέχοντες κατασκευαστές θα κυκλοφορήσουν εκατοντάδες άλλες εκδόσεις EV μέσα στα επόμενα χρόνια. Αλλά καθώς αυτή η ζωτική επιχείρηση επεκτείνεται, προκύπτει ένα νέο ζήτημα: πώς να αποκτήσετε όλα τα ορυκτά που απαιτούνται για την κατασκευή μπαταριών EV.
Όλο το λίθιο, το νικέλιο, το κοβάλτιο και ο χαλκός σε αυτές τις μπαταρίες εξορύσσονταν κάποτε. Μέχρι σήμερα, μεγάλο μέρος αυτής της εξόρυξης συγκεντρώνεται σε χώρες όπως η Ρωσία και η Ινδονησία, όπου η περιβαλλοντική εποπτεία τυπικά λείπει, τα εργασιακά πρότυπα είναι χαλαρά και η εξόρυξη έχει ιστορικό τροφοδοσίας των εντάσεων στην τοπική κοινότητα. Η ζήτηση για υλικά μπαταριών προβλέπεται ότι υψούμαι ταχέως καθώς ο αριθμός των ηλεκτρικών οχημάτων στο δρόμο αυξάνεται από 10 εκατομμύρια το 2020 σε 145 εκατομμύρια έως το 2030. Οι επικριτές λένε ότι η ανάπτυξη καθαρών συγκοινωνιών θα μπορούσε να οδηγήσει σε μια βρώμικη άνθηση των ορυχείων.
Οι ειδικοί λένε ότι πρέπει να κάνουμε καλύτερα στην ανακύκλωση μπαταριών EV για να αποφύγουμε την ανάγκη για νέα εξόρυξη. Ενώ μόνο μερικές μπαταρίες EV έχουν αποσυρθεί μέχρι στιγμής, εκατομμύρια τόνους εκτιμάται ότι θα παροπλιστούν τις επόμενες δεκαετίες. Απαιτείται καλύτερη τεχνολογία ανακύκλωσης και κυβερνητικοί κανονισμοί για την αποφυγή χωματερών μπαταριών.
Αποσυναρμολόγηση μπαταρίας
Οι μπαταρίες EV είναι πολύπλοκες τεχνολογικές συσκευές, ωστόσο είναι παρόμοιες στην μπαταρία ιόντων λιθίου στο τηλέφωνό σας. Μια μπαταρία αποτελείται από μια κάθοδο μετάλλου λιθίου, μια άνοδο γραφίτη, ένα διαχωριστικό και έναν υγρό ηλεκτρολύτη που αποτελείται από άλας λιθίου. Ένα ρεύμα δημιουργείται καθώς τα φορτισμένα ιόντα λιθίου μετακινούνται από άνοδο σε κάθοδο.
Για να λειτουργήσει ένα αυτοκίνητο, χιλιάδες κύτταρα συσκευάζονται σε μονάδες, οι οποίες στη συνέχεια συνδέονται μεταξύ τους σε μπαταρίες και προστατεύονται από μεταλλικά περιβλήματα. Κάθε ένα από αυτά τα τεράστια ηλεκτροχημικά σάντουιτς μπορεί να ζυγίζει πάνω από χίλια κιλά (η μπαταρία F150-Lightning φέρεται να ζυγίζει κοντά στις 2,000 λίρες).
Οι μπαταρίες περιλαμβάνουν τα περισσότερα από τα πολύτιμα υλικά που αναζητούν οι ανακυκλωτές. Αλλά οι μπαταρίες EV είναι κατασκευασμένες για να διαρκούν χρόνια και χιλιάδες χιλιόμετρα, χωρίς να αποσυναρμολογούνται. "Δεν θέλετε να διαλύονται ανά πάσα στιγμή για οποιονδήποτε λόγο", λέει ο Paul Andersen, κύριος ερευνητής για το πρόγραμμα Faraday Institution's Reuse and Recycling of Lithium-Ion Batteries (ReLib) στο Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ.
Η αποσυναρμολόγηση μπαταριών EV είναι δαπανηρή και δύσκολη, οι σημερινές τεχνολογίες ανακύκλωσης είναι πρωτόγονες. Αφού αποφορτιστεί η μπαταρία, το εξωτερικό κέλυφος αφαιρείται και οι μονάδες τεμαχίζονται και καίγονται. Το λίθιο και το μαγγάνιο καίγονται, αφήνοντας ένα πολτό κράματος πλούσιο σε χαλκό, νικέλιο και κοβάλτιο. Στη συνέχεια μπορούν να χρησιμοποιηθούν ισχυρά οξέα για τον διαχωρισμό των μετάλλων από ένα κράμα. Τοξικά αέρια και απόβλητα παράγονται κατά τη διάρκεια διαδικασιών πυρο- και υδρομεταλλουργικής ανάκτησης, τα οποία χρειάζονται πολλή ενέργεια.
Ενώ το κοβάλτιο και το νικέλιο ανακτώνται συχνά σε σημαντικές ποσότητες, το λίθιο σπάνια ανακυκλώνεται. Εάν ανακτηθεί λίθιο, είναι συχνά ακατάλληλο για παραγωγή μπαταρίας.
Άμεση ανακύκλωση ή απομόνωση του υλικού καθόδου από μεμονωμένες κυψέλες μπαταριών και αποκατάσταση των χημικών μειγμάτων σε αυτά, συμπεριλαμβανομένης της προσθήκης λιθίου που έχει εξαντληθεί από τη χρήση, ίσως μια καθαρότερη και πιο αποτελεσματική λύση στο μέλλον. Αυτή η στρατηγική θα μπορούσε κάποτε να επιτρέψει στους ανακυκλωτές να ανακτήσουν περισσότερα υλικά από μπαταρίες και να παράγουν πιο πολύτιμα τελικά προϊόντα, λέει Γκάβιν Χάρπερ του Ιδρύματος Faraday.
Η ανάπτυξη μιας βιομηχανίας
Ο ΙΕΑ πιστεύει που μπορεί να κάνει τώρα ο πλανήτης ανακύκλωση 180,000 μετρικούς τόνους νεκρών μπαταριών EV κάθε χρόνο. Συγκριτικά, όλα τα EVs του 2019 θα παράγουν 500,000 μετρικοί τόνοι απορριμμάτων μπαταρίας.
Αυτό είναι μόνο ένα έτος. Ο IEA προβλέπει ότι έως το 2040, 1,300 GWh παλιών μπαταριών θα πρέπει να ανακυκλωθούν. Ο Χάρπερ επισημαίνει ότι μια μπαταρία Tesla Model 80 3 κιλοβατώρες ζυγίζει ελαφρώς πάνω από χίλια κιλά. Αν όλες αυτές οι νεκρές μπαταρίες προέρχονταν από το Tesla Model 3s, αυτό είναι περίπου 8 εκατομμύρια μετρικοί τόνοι απορριμμάτων μπαταριών, που είναι 1.3 φορές το μεγαλύτερο μέρος της Μεγάλης Πυραμίδας της Γκίζας.
Εάν ανακυκλωθούν σωστά, αυτά τα σκουπίδια μπορεί να αποτελούν σημαντική προμήθεια ορυκτών. Ο ΙΕΑ προβλέπει ότι η ανακύκλωση θα μπορούσε να καλύψει έως και το 12% των απαιτήσεων της βιομηχανίας ηλεκτρικών ορυκτών έως το 2040, εάν η αγορά αναπτυχθεί με ρυθμό που διατηρεί την υπερθέρμανση του πλανήτη κάτω από τους 3.6 ° F (2 ° C). Το ίδιο σενάριο για το κλίμα με πιο θετικές υποθέσεις ανακύκλωσης θα μπορούσε να οδηγήσει σε σημαντικά μεγαλύτερο ρόλο για την ανακύκλωση.
Σύμφωνα με μια πρόσφατη Ανάλυση χωματουργικών εργασιών, η ανακύκλωση θα μπορούσε να καλύψει έως το 25% της ανάγκης λιθίου της βιομηχανίας EV και έως το 35% των απαιτήσεων κοβαλτίου και νικελίου έως το 2040.
Σύμφωνα με την έκθεση συν-συγγραφέας και διευθυντής έρευνας του Πανεπιστημίου Τεχνολογίας του Σίδνεϊ Νικ Φλώριν, αυτά τα στοιχεία «δεν επιδιώκουν να προλέγουν το μέλλον». «Παρέχουμε ένα πιθανό μέλλον για να εξετάσουμε τον ρόλο της ανακύκλωσης στη μείωση της ανάγκης για νέα εξόρυξη».
Τονίζουν την αναγκαιότητα ισχυρών κυβερνητικών κανονισμών που θα βοηθήσουν την ανακύκλωση μπαταριών EV να πραγματοποιήσει αυτήν την υπόσχεση. Αυτά θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν πρότυπα σχεδιασμού μπαταριών που διευκολύνουν την ανακύκλωση, προγράμματα ανάκτησης μπαταριών, νόμους που απαγορεύουν την υγειονομική ταφή και κανόνες που διευκολύνουν τη μετακίνηση επικίνδυνων απορριμμάτων μπαταριών για ανακύκλωση σε διάφορες δικαιοδοσίες.
Με τους νέους νόμους, η ΕΕ θα καθορίσει συγκεκριμένους στόχους για την ανάκτηση ορυκτών επιπλέον ρύθμιση Απόρριψη μπαταρίας EV. Αλλά μόνο τρεις πολιτείες εξουσιοδοτούν τους κατασκευαστές μπαταριών ιόντων λιθίου να αντιμετωπίζουν τα σκουπίδια τους.
Η ανακύκλωση δεν θα είναι αρκετή για να καλύψει τη ζήτηση για μέταλλα μπαταριών καθώς η βιομηχανία επεκτείνεται γρήγορα. Ανακύκλωση, σύμφωνα με τη Thea Riofrancos, πολιτικό επιστήμονα στο Providence College στο Ρόουντ Άιλαντ που ερευνά την εκμετάλλευση πόρων και την πράσινη τεχνολογία. Άλλες στρατηγικές περιλαμβάνουν την ανάπτυξη νέων μπαταριών που απαιτούν λιγότερα ορυκτά, τη βελτίωση των μέσων μαζικής μεταφοράς και τη δημιουργία πόλεων για περπάτημα και ποδήλατο.
Στις μελλοντικές δεκαετίες, η ανακύκλωση μπορεί να καλύψει μόνο το ένα τέταρτο έως το ένα τρίτο των αναγκών μας σε ορυκτές μπαταρίες, αλλά μας βοηθά να «επανεξετάσουμε τη σύνδεσή μας με την τεχνολογία», σύμφωνα με τον Riofrancos. Η ιδέα των βιοφυσικών ορίων ενισχύεται με την ανακύκλωση.
Πλάτωνας. Επανεκτίμησε το Web3. Ενισχυμένη ευφυΐα δεδομένων.
Κάντε κλικ εδώ για πρόσβαση.
