Recykling baterii litowych zyskuje na sile

Departament Energii USA przyznał 9,5 miliona dolarów firmie z Kalifornii, która planuje zbudować pierwszy w Ameryce zakład recyklingu akumulatorów litowo-jonowych do pojazdów.

Odpady: Recykling zużytych baterii z samochodów elektrycznych wytwarza mieszankę drobno rozdrobnionych metali, składających się z kobaltu, aluminium, niklu i miedzi (pokazany po lewej) oraz szlamu, który jest przetwarzany na ciasto kobaltowe (po prawej).

z siedzibą w Anaheim Toxco twierdzi, że wykorzysta fundusze na rozbudowę istniejącego zakładu w Lancaster w stanie Ohio, który już przetwarza akumulatory ołowiowo-kwasowe i niklowo-wodorkowe stosowane w dzisiejszych hybrydowo-elektrycznych pojazdach.

Recykling akumulatorów litowo-jonowych jest obecnie niewielki. Większość baterii zawiera tylko niewielkie ilości węglanu litu jako procent masy, a materiał jest stosunkowo niedrogi w porównaniu z większością innych metali.

Eksperci twierdzą jednak, że posiadanie infrastruktury do recyklingu złagodzi obawy, że przyjęcie pojazdów wykorzystujących akumulatory litowo-jonowe może prowadzić do niedoboru węglanu litu i uzależnienia od takich krajów, jak Chiny, Rosja i Boliwia, które kontrolują masowo światowych rezerw litu. Obecnie mało opłaca się recykling litu, ale jeśli popyt wzrośnie i pojawią się duże zapasy zużytego materiału, sytuacja może się zmienić, mówi Linda Gaines, naukowiec z Centrum Badań i Rozwoju Technologii Transportu w Argonne National Laboratory.

Dotacja DOE Toxco może wydawać się kieszonkową – w zeszłym tygodniu NIE przyznano łącznie 2,4 miliarda dolarów dla firm opracowujących baterie i systemy do pojazdów elektrycznych – ale to także początek projektu. Sprzedaż hybryd plug-in i pojazdów całkowicie elektrycznych jeszcze się nie rozwinęła i chociaż prezydent Barack Obama obiecał, że do 2015 r. trafi na amerykańskie drogi milion hybryd plug-in, prawdopodobnie minie dekadę, zanim jakikolwiek recykling na dużą skalę wymagana jest zdolność.

Wykazanie zdolności do recyklingu będzie jednak kluczem do wykazania, że ​​pojazdy elektryczne są naprawdę ekologiczne – zarówno w eksploatacji bezemisyjne, jak i w zrównoważonym projekcie. Zarządzanie tymi bateriami musi odbywać się w sposób przyjazny dla środowiska i ekonomiczny, mówi Todd Coy, wiceprezes wykonawczy Kinsbursky Brothers, spółki macierzystej Toxco.

Toxco ma również przewagę nad nowicjuszami na rynku. Firma jest już wiodącym podmiotem zajmującym się recyklingiem baterii w Ameryce Północnej i od 1992 roku w kanadyjskim zakładzie w Trail w Kolumbii Brytyjskiej zajmuje się recyklingiem jednorazowych i ładowalnych baterii litowych używanych w urządzeniach elektronicznych i zastosowaniach przemysłowych. Zarządzamy większością baterii już tam, mówi Coy.

Obiekt Trail jest również jedynym na świecie, który może obsługiwać różne rozmiary i składy baterii litowych. Po przybyciu stare baterie trafiają do młyna młotkowego i są rozdrabniane, co pozwala na łatwe oddzielenie elementów wykonanych z aluminium, miedzi i stali. Większe akumulatory, które mogą nadal zawierać ładunek, są zamrażane kriogenicznie ciekłym azotem, zanim zostaną uderzone i rozdrobnione; w temperaturze -325 stopni Fahrenheita reaktywność komórek spada do zera. Lit jest następnie ekstrahowany poprzez zalanie komór baterii w kąpieli kaustycznej, która rozpuszcza sole litu, które są odfiltrowywane i wykorzystywane do produkcji węglanu litu. Pozostały szlam jest przetwarzany w celu odzyskania kobaltu, z którego powstają elektrody akumulatorowe. Około 95 procent procesu jest całkowicie zautomatyzowane.

Dotacja DOE pomoże Toxco przenieść proces recyklingu Trail do oddziałów w Ohio, kładąc podwaliny pod zaawansowany zakład recyklingu akumulatorów litowych, który może zostać rozbudowany, aby sprostać spodziewanemu wzrostowi na amerykańskim rynku pojazdów elektrycznych. Producent samochodów elektrycznych Silniki Tesli , podobnie jak większość głównych producentów samochodów, już wysyła stare lub wadliwe akumulatory do zakładu Toxco Trail w celu recyklingu. To dla nas bardzo ważne – mówi Kurt Kelty, dyrektor ds. technologii magazynowania energii w Tesli. Kwestia recyklingu jest kwestią kluczową i musimy ją rozwiązać.

Kelty twierdzi jednak, że ekonomika recyklingu w dużej mierze zależy od składu chemicznego używanych akumulatorów litowo-jonowych. Dodaje, że lit jest obecnie jednym z najmniej wartościowych metali do wydobycia. Na przykład lit w zestawie akumulatorów Tesla Roadster stanowiłby około 140 USD za system, którego koszt wymiany wyniósłby 36 000 USD. W przypadku większości akumulatorów litowo-jonowych lit stanowi mniej niż 3 procent kosztów produkcji.

Część litowa to naprawdę znikomy koszt w porównaniu z innymi metalami; nikiel, kobalt, to będą największe siły napędowe [recyklingu], mówi Kelty, dodając, że Tesla faktycznie zarabia na recyklingu tylko nielitowych komponentów swoich baterii. Tak więc, chociaż czytaliśmy wiele artykułów o branży, w której brakuje litu, to całkowicie mija się z celem. Jest tam mnóstwo litu.

Szacunki wahają się, ale kobalt jest sprzedawany na rynku za około 20 USD za funt, w porównaniu do 3 USD za funt węglanu litu. Kobalt, produkt uboczny wydobycia niklu i miedzi, jest również rzadszy, a połowa światowych dostaw pochodzi z Demokratycznej Republiki Konga, regionu niestabilnego politycznie.

Niektóre chemikalia litowo-jonowe są mniej opłacalne w recyklingu. Na przykład baterie litowo-żelazowo-fosforanowe produkowane przez A123 Systems nie zwracają tak dużej wartości. Tańsze materiały w bateriach A123 dają firmie przewagę nad konkurentami, ale także sprawiają, że ich recykling jest mniej opłacalny.

Sytuacja z litem może się zmienić. Konsultant ds. badań branżowych Grupa Tru mówi, że globalna recesja doprowadziła do dużej nadwyżki litu na rynku, utrzymując niskie ceny. Firma konsultingowa spodziewa się jednak, że do 2013 r. podaż i popyt znów będą w równowadze, a kryzys produkcyjny może nastąpić około 2017 r. i później.

W dłuższej perspektywie niektórzy obserwatorzy uważają, że masowe wprowadzanie pojazdów hybrydowych i elektrycznych typu plug-in, w połączeniu z faktem, że znaczna część światowych rezerw litu znajduje się w obcych i potencjalnie nieprzyjaznych krajach, może prowadzić do dużego wzrostu cen litu węglan. Obawa polega na tym, że możemy skończyć na handlu szczytowym olejem na szczytowy lit.

Gaines uważnie przygląda się problemowi niedoboru. Ona nadzoruje czteroletni projekt w Argonne który oceni długoterminowe zapotrzebowanie na materiały do ​​akumulatorów litowo-jonowych i infrastrukturę do recyklingu. Gaines twierdzi, że dotychczasowe badania pokazują, że popyt może zostać zaspokojony do 2050 roku, nawet jeśli sprzedaż pojazdów plug-in gwałtownie wzrośnie. Ale recykling będzie miał kluczowe znaczenie dla zmniejszenia zależności USA od zagranicznych źródeł litu. Pokazujemy, że recykling zmniejszyłby potencjalnie napięte zapasy, mówi.

ukryć