Kam putujú vybité batérie z elektromobilov? Do robotov, chémie a digitálneho pasu + test

• Elektrifikácia niečo stojí
• Kto za projektom stojí
• Roboty, kamery a laser pri pracovnom stole
• Viac ako 98 % späť zo starých batérií
• Druhý život namiesto vrakoviska
• Pas, ktorý pozná celý príbeh
• Čo to znamená pre Európu
• Zhrnutie
• Päť otázok: koľko inžiniera cirkulárnej ekonomiky je v tebe? (test)

⇑Elektrifikácia niečo stojí

Európa chce byť prvým klimaticky neutrálnym kontinentom a Európska komisia si na ceste k tomu stanovila odvážny cieľ: 46 % elektrifikáciu do roku 2040. Viac elektromobilov, elektrobusov a úložísk energie znamená nižšie emisie a menšiu závislosť od dovážaných fosílnych palív. Každá z tých batérií však raz doslúži.

„Elektrifikácia Európy bude produkovať čoraz väčšie objemy odpadových batérií a zároveň zvyšovať dopyt po kritických surovinách, ako sú lítium, kobalt, nikel a mangán,“ vysvetľuje Angel Manuel Escamilla Pérez, hlavný výskumník spoločnosti Leitat. Inými slovami, problém aj riešenie môžu ležať v tej istej škatuli.

⇑Kto za projektom stojí

BATRAW je projekt financovaný z prostriedkov EÚ, ktorý koordinuje Leitat a ktorý spojil partnerov z celej Európy. Ich spoločným cieľom bolo vybudovať udržateľný, cirkulárny hodnotový reťazec pre lítium-iónové batérie na konci životnosti, napríklad tie, ktoré poháňajú elektromobily. Tím sa nezameral len na jeden krok, ale prešiel celú cestu batérie od zberu a diagnostiky až po chvíľu, keď sú jej materiály pripravené na ďalšie použitie.

⇑Roboty, kamery a laser pri pracovnom stole

Rozoberanie batériového bloku z elektromobilu je pomalá, prácna a potenciálne nebezpečná práca. BATRAW vyvinul poloautomatickú demontážnu linku, ktorá kombinuje robotiku, systémy strojového videnia založené na umelej inteligencii a rezanie laserom. Kamery pomáhajú strojom rozpoznať, na čo sa pozerajú, a laser balík otvorí presne a bezpečne.

V pilotných ukážkach linka skrátila čas demontáže o 50 – 60 %. Zároveň optimalizovala ručné operácie, ktoré stále vyžadujú ľudské ruky, a urobila prácu bezpečnejšou. Pre každého, koho zaujíma robotika alebo strojové videnie, je to veľmi praktický príklad, kde sa tieto zručnosti uplatnia.

⇑Viac ako 98 % späť zo starých batérií

Keď je balík rozobraný, cenné kovy treba ešte oddeliť. Projekt tu siahol po hydrometalurgii, odbore chémie, ktorý používa roztoky na rozpúšťanie a získavanie kovov. V pilotnej demonštrácii v priemyselne relevantných podmienkach proces získal späť viac ako 98 % cieľových surovín.

„Prepojením týchto dvoch pilotných prevádzok sme skrátili čas demontáže, zlepšili bezpečnosť a na konci hydrometalurgického procesu sme získali vysokokvalitné materiály, ktoré možno teraz použiť na výrobu nových katódových a anódových materiálov,“ hovorí Escamilla. Slučka sa tak uzatvára: stará batéria sa stáva východiskovým bodom pre novú.

⇑Druhý život namiesto vrakoviska

Recyklácia nie je jedinou možnosťou. Výskumníci sa tiež pýtali, či by niektoré batérie mohli pred získaním kovov ešte slúžiť v inej úlohe. Podľa výsledkov projektu môže použitá batéria ísť niekoľkými cestami:

• demontáž na poloautomatickej linke s robotmi, strojovým videním s umelou inteligenciou a rezaním laserom,
• recyklácia a získavanie kritických surovín hydrometalurgiou,
• výroba nových katódových a anódových materiálov zo získaných kovov,
• opätovné využitie v systéme na ukladanie energie s druhým životom – tím vyhodnotil jednotku s kapacitou 80 kWh spolu s nástrojom na rýchle posúdenie stavu batérie,
• sledovanie v každej fáze v digitálnom batériovom pase.

Rýchla kontrola stavu je dôležitá, pretože pomáha rozhodnúť, ktoré batérie majú ešte užitočnú kapacitu a ktoré by mali ísť rovno na recykláciu.

⇑Pas, ktorý pozná celý príbeh

Popri technológiách na získavanie surovín a recykláciu pomohol BATRAW zaviesť digitálny batériový pas a platformu na dohľadateľnosť postavenú na blockchaine. Zaznamenáva, kde batéria a jej materiály boli a čo sa s nimi dialo.

„Sledovaním batérií a batériových materiálov vo všetkých fázach pomáha náš pas spolu s platformou na dohľadateľnosť odhaľovať slabé miesta v hodnotovom reťazci a zároveň recyklátorom uľahčuje získavanie kritických surovín a podporu cirkulárnej ekonomiky,“ dodáva Escamilla. Nie je to len príjemný bonus: od roku 2027 bude Európska komisia vyžadovať digitálny pas pre všetky batérie elektrických vozidiel s kapacitou väčšou ako 2 kWh uvedené na trh EÚ.

⇑Čo to znamená pre Európu

Prepojením každého kroku hodnotového reťazca projekt znížil závislosť Európy od dovážaných materiálov, obmedzil vplyv ťažby na životné prostredie, znížil množstvo odpadu a posilnil európsku surovinovú bezpečnosť.

„BATRAW ukázal, že cirkulárny a udržateľný európsky batériový ekosystém je technicky realizovateľný, ekonomicky reálny a prospešný pre životné prostredie,“ uzatvára Escamilla. Tím sa teraz sústreďuje na rozširovanie najsľubnejších technológií a ich posun ku komercializácii a priemyselnému nasadeniu.

⇑Zhrnutie

Vyslúžená batéria z elektromobilu je zásobáreň lítia, kobaltu, niklu a mangánu, ktorá čaká na uvoľnenie. BATRAW spojil robotiku, strojové videnie s umelou inteligenciou, rezanie laserom, hydrometalurgiu a blockchain, aby batérie rozoberal rýchlejšie, získal späť viac ako 98 % kľúčových materiálov, dal niektorým batériám druhý život a všetky sledoval v digitálnom pase. Je to aj dôkaz, že jeden projekt môže potrebovať robotických inžinierov, chemikov, IT špecialistov aj odborníkov na cirkulárnu ekonomiku pracujúcich bok po boku.

⇑Päť otázok: koľko inžiniera cirkulárnej ekonomiky je v tebe? (test)