Výskum pre recykláciu batérií

Výskum pre recykláciu batérií

Kosačky na trávu, elektromobily, e-bicykle či fotovoltaické batérie – batériou sú dnes vybavené mnohé technické zariadenia a dopravné prostriedky. "Ide o obrovské množstvá batérií a v konečnom dôsledku aj o zdroje, ktoré budú v dohľadnej dobe recyklované. Na to však zatiaľ nie sú dostatočné recyklačné kapacity," vysvetľuje stavebný inžinier Merle Zorn. Na Katedre stavebného inžinierstva na Univerzite aplikovaných vied v Münsteri skúma, ako možno batérie recyklovať efektívnejšie. Zornov výskum je súčasťou spoločného projektu DemoSens - digitalizácia automatizovanej demontáže a senzorom podporovaného mechanického spracovania lítium-iónových batérií pre vysokokvalitnú recykláciu. Partnermi projektu sú inštitúty na RWTH Aachen University. Projekt vedie Sabine Flamme z Inštitútu pre infraštruktúru – vodu – zdroje – životné prostredie na Univerzite aplikovaných vied v Münsteri.

Zorn už písala svoju diplomovú prácu v rámci výskumného projektu o demontáži batériových blokov z e-mobility. "Batérie sa v súčasnosti stále ručne demontujú. Vzhľadom na veľké množstvo takzvaných batérií na konci životnosti, ktoré sa budú v budúcnosti vyrábať, to už nebude cenovo dostupné," hovorí asistent výskumu. Preto v projekte vyvinula systém označovania na základe QR kódu, ktorý okrem iného obsahuje informácie pre automatizovanú demontáž. Ďalší problémový bod pri recyklácii: Lítium-iónové batérie obsahujú rôzne katódové materiály – základný komponent pre funkciu batérie – ako napríklad nikel-mangán-kobalt (NMC) alebo fosforečnan lítno-železitý (LFP). "Znalosť tejto podkategórie je kľúčová, pretože pre vysokú účinnosť musí byť proces recyklácie presne prispôsobený príslušnému materiálu katódy." Informácie o tom však ešte nie sú uvedené na batériách. "Informácie o všetkých použitých surovinách sme preto integrovali do konceptu označovania." Európska komisia v súčasnosti pracuje na nariadení, podľa ktorého musia výrobcovia poskytovať tento typ informačného štítku. Zornov koncept poskytuje návrhy na rozšírenie tohto označenia o informácie pre automatizovanú demontáž.

Absolvent FH v súčasnosti skúma, ako zlepšiť výkon zariadení na recykláciu lítium-iónových batérií a tým aj kvalitu získaných materiálov. „My na Univerzite aplikovaných vied v Münsteri sa zameriavame na skoré, čisté zhodnocovanie medi a hliníka, pretože inak sa na to v prebiehajúcom výskume recyklácie batérií málo zameriavame.“ Tieto dva kovy sa nachádzajú na rôznych miestach v batérii elektrického vozidla. Napríklad materiál katódy sa nanesie na hliníkovú fóliu a materiál anódy sa nanesie na medenú fóliu. Kryt batérií a článkov je často vyrobený z hliníka. Medené vodiče spájajú články a vedú elektrinu z batérie do motora auta. V recykláte sa meď a hliník doteraz väčšinou vyskytovali ako zmes. To znamená, že hliník sa zvyčajne stráca v procese recyklácie.