Zaprogramowana nieśmiertelność baterii litowo-jonowej
INMZespoły badawcze z niemieckiego Leibniz Institute for New Materials w Saarbrücken (INM), Fraunhofer Institute for Silicate Research (ISC) w Würzburgu i Friedrich Alexander University (FAU) w Erlangen-Nurembergu rozpoczęły projekt AdRecBat. Zajęto się w nim recyklingiem baterii litowo-jonowych nie pod koniec ich życia, ale już w momencie projektowania produktu. Celem projektu jest rozróżnienie komponentów baterii od siebie w taki sposób, aby możliwy był recykling według typu.
Świat przeżywa obecnie gigantyczny boom w zakresie technologii baterii litowo-jonowych. Jak podaje europejskie stowarzyszenie mobilności Transport i Środowisko, na najbliższych 10 lat ogłoszono ponad 40 projektów fabryk baterii w Europie. Z punktu widzenia zrównoważonego rozwoju elektromobilności muszą temu towarzyszyć badania nad efektywnym recyklingiem materiałów akumulatorowych, a także ich prawie całkowitym powrotem do cyklu surowcowego tak szybko, jak to możliwe.
Dotyczy to nie tylko komponentów, które magazynują energię, ale także elektrod, obudów i korpusów. W projekcie AdRecBat (Additive-based „Design for Recycling” of Lithium-Ion Batteries) Federalnego Ministerstwa Edukacji i Badań Naukowych (BMBF) zespoły badawcze z:
- INM,
- ISC
- i FAU
łączą swoje doświadczenia.
Ich podejście polega na zaprojektowaniu baterii litowo-jono-wych na kilku poziomach – w taki sposób, aby użyte materiały mogły być łatwo oddzielone od siebie pod koniec życia baterii i poddane osobnemu recyklingowi. W tym celu partnerzy badają istotne z punktu widzenia recyklingu miejsca, w których materiały przylegają do siebie podczas eksploatacji baterii, ale mogą być łatwo od siebie oddzielone po zakończeniu eksploatacji.
Punkty istotne dla recyklingu to np. zgrzew modułu czy zaciski z elektrodami. Po zużyciu baterii reakcje rozdzielania wyzwala się przez zmiany zewnętrznego pola magnetycznego, temperatury lub wartości pH. Poszczególne składniki mogą być następnie wprowadzone powtórnie do cyklu produkcyjnego.
– Dodatki wyzwalające powinny być elastyczne i, jeśli to możliwe, łatwe do zintegrowania niezależnie od typu baterii, tak aby różni producenci baterii litowo-jonowych mogli wyposażyć swoje produkty w dodatki i poprawić ich zdolność do recyklingu – wyjaśnia prof. Tobias Kraus, lider projektu AdRecBat w INM, i dodaje: – Warunkiem powodzenia procesu jest to, że dodatki pozostają quasi-niewidoczne w baterii i nie pogarszają jej funkcjonalności pod żadnym względem.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Celem jest zwiększenie wydajności, a tym samym opłacalności recyklingu w porównaniu z istniejącymi procesami piro- i hydrometalurgicznymi. W nich bowiem wyrzucone baterie są rozdrabniane w całości bez żadnych etapów pośrednich. W INM oprócz zespołu prof. Krausa w projekt zaangażowana jest również grupa badawcza prof. Volkera Pressera, Energy Materials oraz własne Centrum Innowacji INM IZI.
Źródło: INM
