Badania nad recyklingiem baterii

Badania nad recyklingiem baterii

Kosiarki do trawy, samochody elektryczne, rowery elektryczne czy baterie fotowoltaiczne – wiele urządzeń technicznych i środków transportu jest obecnie wyposażonych w baterię. „Są to ogromne ilości baterii, a ostatecznie zasobów, które w najbliższej przyszłości zostaną poddane recyklingowi. Jednak nie ma jeszcze wystarczających możliwości recyklingu” – wyjaśnia inżynier budownictwa Merle Zorn. Na Wydziale Inżynierii Lądowej Uniwersytetu Nauk Stosowanych w Münster bada, w jaki sposób można efektywniej poddawać recyklingowi akumulatory. Badania Zorna są osadzone w wspólnym projekcie DemoSens – cyfryzacja zautomatyzowanego demontażu i mechanicznego przetwarzania akumulatorów litowo-jonowych wspomaganego czujnikami w celu zapewnienia wysokiej jakości recyklingu. Partnerami projektu są instytuty Uniwersytetu RWTH w Aachen. Projektem kieruje Sabine Flamme z Instytutu Infrastruktury – Woda – Zasoby – Środowisko Uniwersytetu Nauk Stosowanych w Münster.

Zorn napisała już pracę magisterską w projekcie badawczym dotyczącym demontażu akumulatorów z elektromobilności. „Akumulatory są obecnie nadal demontowane ręcznie. Biorąc pod uwagę duże ilości tzw. akumulatorów wycofanych z eksploatacji, które mają być produkowane w przyszłości, nie będzie to już opłacalne” – mówi asystent ds. badań. Dlatego w projekcie opracowała system etykietowania oparty na kodzie QR, który zawiera między innymi informacje dotyczące automatycznego demontażu. Kolejna kwestia sporna w recyklingu: akumulatory litowo-jonowe zawierają różne materiały katodowe – niezbędny składnik zapewniający działanie akumulatora – takie jak nikiel-mangan-kobalt (NMC) lub fosforan litowo-żelazowy (LFP). „Znajomość tej podkategorii jest kluczowa, ponieważ aby uzyskać wysoką wydajność, proces recyklingu musi być precyzyjnie dostosowany do odpowiedniego materiału katody.” Jednak informacja na ten temat nie jest jeszcze zapisana na bateriach. „Dlatego w koncepcji etykietowania zintegrowaliśmy informacje o wszystkich użytych surowcach.” Komisja Europejska pracuje obecnie nad rozporządzeniem nakładającym na producentów obowiązek dostarczania tego typu etykiet informacyjnych. Koncepcja Zorna zawiera sugestie dotyczące rozszerzenia tej etykiety o informacje dotyczące automatycznego demontażu.

Absolwentka FH prowadzi obecnie badania nad możliwością poprawy wydajności zakładów recyklingu akumulatorów litowo-jonowych, a tym samym jakości odzyskanych materiałów. „My, na Uniwersytecie Nauk Stosowanych w Münster, koncentrujemy się na wczesnym, czystym odzyskiwaniu miedzi i aluminium, ponieważ w przeciwnym razie w bieżących badaniach nad recyklingiem akumulatorów nie poświęca się temu zbyt wiele uwagi.” Obydwa metale znajdują się w różnych miejscach akumulatora pojazdu elektrycznego. Na przykład materiał katody nanosi się na folię aluminiową, a materiał anodowy nanosi się na folię miedzianą. Obudowy akumulatorów i ogniw są często wykonane z aluminium. Miedziane szyny przewodzące łączą ogniwa i przewodzą prąd z akumulatora do silnika samochodu. W recyklacie miedź i aluminium występowały dotychczas głównie w postaci mieszaniny. Oznacza to, że aluminium zwykle jest tracone w procesie recyklingu.