Az az elektromosautó-akkumulátor, amely már nem képes meghajtani a járművet, egyáltalán nem hulladék – egy kis lítium-, kobalt-, nikkel- és mangánbánya. Az európai BATRAW projekt, amelyet a Leitat koordinál, lépésről lépésre megmutatta, hogyan tudják a robotok, a mesterséges intelligenciás kamerák, a lézerek, az ötletes kémia és a blokklánc-alapú útlevél a kimerült akkumulátorcsomagokat kiváló minőségű alapanyaggá alakítani vadonatúj akkumulátorokhoz – a végén pedig kiderül, mennyi körforgásos gazdasági mérnök lakik benned.
Európa a világ első klímasemleges kontinense akar lenni, az Európai Bizottság pedig merész célt tűzött ki az úton: 46%-os villamosítást 2040-re. Több elektromos autó, busz és energiatároló rendszer alacsonyabb kibocsátást és kisebb függést jelent az importált fosszilis tüzelőanyagoktól. Ezek az akkumulátorok azonban egyszer mind a működési idejük végére érnek.
„Európa villamosítása egyre nagyobb mennyiségű akkumulátorhulladékot termel majd, miközben növeli a kritikus nyersanyagok, például a lítium, a kobalt, a nikkel és a mangán iránti keresletet” – magyarázza Angel Manuel Escamilla Pérez, a Leitat vezető kutatója. Más szóval a probléma és a megoldás ugyanabban a dobozban lehet.
A BATRAW uniós finanszírozású projekt, amelyet a Leitat koordinál, és amely egész Európából hozott össze partnereket. Közös céljuk az volt, hogy fenntartható, körforgásos értékláncot építsenek az élettartamuk végére ért lítium-ion akkumulátoroknak, például azoknak, amelyek az elektromos járműveket hajtják. A csapat nem egyetlen lépéssel foglalkozott: az akkumulátor teljes útját vizsgálta a gyűjtéstől és a diagnosztikától addig a pillanatig, amikor az anyagai újra felhasználhatók.
Egy elektromosautó-akkumulátorcsomag szétszerelése lassú, aprólékos és potenciálisan veszélyes munka. A BATRAW félautomata bontósort fejlesztett, amely ötvözi a robotikát, a mesterséges intelligencián alapuló gépi látást és a lézeres vágást. A kamerák segítenek a gépeknek felismerni, mit látnak, a lézer pedig pontosan és biztonságosan nyitja fel a csomagot.
A kísérleti bemutatókon a sor 50–60%-kal rövidítette le a bontási időt. Emellett optimalizálta azokat a kézi műveleteket, amelyekhez még emberi kéz kell, és biztonságosabbá tette a munkát. Aki érdeklődik a robotika vagy a gépi látás iránt, annak ez nagyon gyakorlati példa arra, hová vezethetnek ezek a készségek.
Miután a csomagot szétszerelték, az értékes fémeket még szét kell választani. A projekt itt a hidrometallurgiához fordult, a kémia olyan ágához, amely oldatokkal old ki és nyer vissza fémeket. Ipari körülményekhez közeli, kísérleti léptékű bemutatón az eljárás a célnyersanyagok több mint 98%-át visszanyerte.
„E két kísérleti üzem összekapcsolásával lerövidítettük a bontási időt, javítottuk a biztonságot, és a hidrometallurgiai folyamat végén kiváló minőségű visszanyert anyagokat kaptunk, amelyekből most új katód- és anódanyagok állíthatók elő” – mondja Escamilla. A kör tehát bezárul: a régi akkumulátor az új kiindulópontja lesz.
Az újrahasznosítás nem az egyetlen lehetőség. A kutatók azt is megvizsgálták, hogy egyes akkumulátorok a fémek visszanyerése előtt még dolgozhatnának-e más szerepben. A projekt munkája alapján egy használt akkumulátor több úton is mehet tovább:
A gyors állapotellenőrzés azért fontos, mert segít eldönteni, mely akkumulátorok rendelkeznek még használható kapacitással, és melyeknek kell azonnal újrahasznosításra kerülniük.
A visszanyerési és újrahasznosítási technológiák mellett a BATRAW segített bevezetni egy digitális akkumulátor-útlevelet és egy blokkláncra épülő nyomonkövethetőségi platformot. Rögzíti, hol járt az akkumulátor és az anyagai, és mi történt velük.
„Az akkumulátorok és akkumulátoranyagok minden szakaszban történő nyomon követésével az útlevelünk a nyomonkövethetőségi platformmal együtt segít feltárni az értékláncok gyenge pontjait, miközben megkönnyíti az újrahasznosítók számára a kritikus nyersanyagok kinyerését és a körforgásos gazdaság előmozdítását” – teszi hozzá Escamilla. Ez nem csupán kellemes extra: 2027-től az Európai Bizottság digitális útlevelet ír elő az uniós piacon forgalomba hozott, 2 kWh-nál nagyobb kapacitású elektromosjármű-akkumulátorokhoz.
Az értéklánc minden lépésének összekapcsolásával a projekt csökkentette Európa függését az importált anyagoktól, mérsékelte a bányászattal járó környezeti terhelést, visszaszorította a hulladékot, és erősítette az európai nyersanyag-ellátási biztonságot.
„A BATRAW megmutatta, hogy a körforgásos és fenntartható európai akkumulátor-ökoszisztéma műszakilag megvalósítható, gazdaságilag életszerű és környezetileg előnyös” – zárja Escamilla. A csapat most a legígéretesebb technológiák felskálázására, valamint a kereskedelmi forgalomba hozatal és az ipari alkalmazás felé terelésére összpontosít.
Az elhasznált elektromosautó-akkumulátor lítium, kobalt, nikkel és mangán tárháza, amely arra vár, hogy kinyerjék belőle. A BATRAW egyesítette a robotikát, a mesterséges intelligencián alapuló látást, a lézeres vágást, a hidrometallurgiát és a blokkláncot, hogy gyorsabban szerelje szét a csomagokat, a kulcsanyagok több mint 98%-át visszanyerje, egyes akkumulátoroknak második életet adjon, és mindet nyomon kövesse egy digitális útlevélben. Egyben bizonyíték arra is, hogy egyetlen projekthez robotikai mérnökökre, vegyészekre, informatikusokra és körforgásosgazdaság-szakértőkre lehet szükség, akik egymás mellett dolgoznak.
5 kérdés · egy perc
English
Čeština
Deutsch
Español
Français
Magyar
Italiano
Polski
Português
Русский
Slovenčina
Türkçe
Українська
العربية
中文