Vědecká informační služba (idw) je zpravodajský portál pro aktuální vědecké a výzkumné zprávy. Spojuje vědu a veřejnost tím, že zveřejňuje zprávy a události svých členských institucí 1.000 a zasílá je některým účastníkům 38.000, včetně více než novinářů 8.000.
Kam jít se starými bateriemi?
Registrační čísla elektrických automobilů prudce rostou. Ale kam jít se starými pohonnými bateriemi? Cílem dovozního sdružení Auto-Schweiz je recyklační řešení pro průmysl. Specialisté Empa ho podporují.
Rozdrcený kovový válec jí do bateriových modulů, rozdrtí plastové rámečky, roztrhne stříbrné fólie lithium-polymerových obalů, roztrhne všechno na malé kousky. Nakonec zůstane jemný prášek. Pokud ho zahodíte postupně do několika kyselých lázní, vytvoří se soli a oxidy, z nichž lze vyrobit nové trakční baterie. Film YouTube „Nová metoda recyklace baterií z elektrických automobilů“, vydaný v květnu 2019, ukazuje něco, co donedávna nebylo vidět: drcení lithium-iontových baterií. Tyto baterie jsou obvykle hořlavé. Trochu elektrického napětí, stačí jiskra a veškerý materiál stoupá v plamenech. Německá společnost Duesenfeld proto zcela vybije baterie a zaplaví hermeticky uzavřený drtič dusíkem. Hořlavá elektrolytická kapalina se před odstraněním prášku odpaří a odčerpá. Tímto způsobem je 96 procent všech materiálů recyklovatelných.
Některé elektrické automobily 40 000 a hybridní plug-in s lithium-iontovými bateriemi v současné době jezdí na švýcarských silnicích - těsně pod jedním procentem celého vozového parku. Ale bude to rychleji. V prvních třech měsících roku 2019 již podíl nových registrací vzrostl na 5,3 procenta.
A to je teprve začátek: letos bude uvedena na trh celá řada výkonných elektrických automobilů: Audi e-tron, Mercedes EQC, Peugeot e-208. Setkáte se s Tesla Model 3, který od března hlásí statistiku schválení. 2020 nabídne skupině VW svůj první sériově vyráběný elektrický automobil, VW iD.3. Je tedy nejvyšší čas přemýšlet o tom, co se stane s trakčními bateriemi, pokud se tato auta na konci jejich života poškodí nebo vyřadí.
Recyklační systém dovozců automobilů
Sdružení Auto-Schweiz, které zastupuje většinu švýcarských dovozců automobilů, si je toho vědomo. 2018, dovozci automobilů se proto obrátili na Empa, aby určili základní kameny recyklačního systému pro trakční baterie. Například společnost Empa dříve radila společnosti Swico, která se zabývá recyklací elektronických zařízení a výpočetní techniky. Na rozdíl od elektronických produktů však dosud nebyl za automobily účtován žádný poplatek za recyklaci (vRB). Asociace Auto-Schweiz usiluje o průmyslové řešení a zřídila nadaci Auto-Recycling Schweiz, která se stará o demontáž a recyklaci švýcarských vozidel po skončení životnosti od 1992. Výzkumník Empa Rolf Widmer a jeho kolegové z oddělení „Technologie a společnost“ spolupracují na projektu na březnu s Auto-Recycling Foundation. Analyzují recyklační systémy v sousedních zemích, zkoumají náklady a ekologickou stopu a provádějí modelové výpočty s cílem odhadnout budoucí akumulaci starých baterií a doporučit příslušnou strategii.
Používáte horké nebo studené?
Většina lithium-iontových baterií není dříve drcena za studena, jako ve výše uvedené metodě Duesenfelda, ale shořela v peci a poté rozemleta. Lídrem na trhu je belgická společnost Umicore. Během používání za tepla taví tenké měděné fólie baterii a společně s kobaltem a niklem tvoří slitinu, kterou lze recyklovat. Avšak lithium, grafit, tekutý elektrolyt a hliník v baterii hoří a končí ve strusce. Jsou ztraceny kvůli ekonomickému opětovnému použití.
Kromě regenerace horkého Umicore a studeného drcení pod inertním plynem však existují i další automatizované Zerlegemethoden. Batrec Industrie AG, švýcarský specialista na recyklaci baterií, skartuje některé baterie ve vlhkém prostředí, aby nedošlo k požáru. Experti Empa porovná všechny tyto metody.
Dopravní problém
Nalezení nejlepšího recyklačního systému však není jen o samotném skartování, ale také o vybudování dodavatelského řetězce. „Trakční baterie havarovaných vozidel mohou náhle hořet a musí být nyní přepravována jako nebezpečné zboží ve zvláštních kontejnerech,“ vysvětluje Daniel Christen, generální ředitel Nadace Auto-Recyklace Švýcarsko. "Je to časově náročné a drahé". Křesťané hledají lepší řešení pro „zneškodnění“ baterií a jejich dodání k likvidaci odpadu.
Přístupy již existují: společnost Blubox Trading AG v Birrwilu například dováží „Firebox“ od nizozemského výrobce. Firebox je nákladní kontejner s vestavěným hasicím přístrojem, který pojme celé auto nebo větší náklad ještě „nefunkčních“ baterií.
A v neposlední řadě musí být zasilatelské firmy a recyklační firmy proškoleny tak, aby staré elektrické automobily nebyly nebezpečné. Již dnes existuje databáze záchranných služeb, která poskytuje přesně tyto informace: Na tabletu hasič zadá číslo ovládací desky a zjistí, zda má před sebou elektrický vůz a jak musí odpojit baterii od elektrické sítě automobilu. Se stejnými informacemi by bylo možné elektrická auta bezpečně rozebrat.
Mnoho otázek je stále otevřeno
Přesto však zůstává mnoho otevřených otázek, na které je třeba odpovědět před zavedením recyklačního systému. Jak se vyvíjí trh s použitými trakčními bateriemi? Bude vhodné jednou poskytnout baterie a nové moduly a uvést je zpět do prodeje - podobně jako u náhradních motorů nebo převodovek? Nebo se mohou pohonné baterie stát „stacionárními solárními zařízeními“ v „druhém životě“? Takže možná velká vlna použitých baterií bude v recyklačních společnostech zpožděna? Potřebuje Švýcarsko vůbec žádnou velkou recyklační kapacitu, nebo budou (zahraniční) výrobci automobilů shromažďovat většinu trakčních baterií a používat je samy? Hodně bude záviset na tržních cenách surovin, ceně lithia, kobaltu, niklu a grafitu, ceně a výkonu nových baterií, ale také na politice, která stanoví rámec a pravidla.
Dobrou zprávou však je, že elektromobily nejsou problémem recyklace. Pro všechny kroky procesu recyklace se objevují technická řešení. A řada odborníků již pracuje na zavedení těchto řešení do praxe.
Vědecký kontakt:
Dr. Rolf Widmer
Empa, Technology and Society
Tel. + 41 58 765 78 63
[chráněno e-mailem]
Rainer Klose komunikace
Empa - Federální institut pro testování a výzkum materiálů
Pro více informací:
https://www.empa.ch/web/s604/battery-recycling
Zdroj: text a obrázek IDW
