Аккумулятор электромобиля, который больше не может приводить машину в движение, совсем не мусор – это маленький рудник лития, кобальта, никеля и марганца. Европейский проект BATRAW, координируемый Leitat, шаг за шагом показал, как роботы, камеры с искусственным интеллектом, лазеры, продуманная химия и паспорт на блокчейне могут превратить изношенные батареи в высококачественные материалы для совершенно новых аккумуляторов – а в конце ты узнаешь, сколько в тебе инженера циркулярной экономики.
Европа хочет стать первым климатически нейтральным континентом, и Европейская комиссия поставила на этом пути смелую цель: 46% электрификации к 2040 году. Больше электромобилей, автобусов и систем накопления энергии означает меньше выбросов и меньшую зависимость от импортного ископаемого топлива. Но каждый из этих аккумуляторов когда-нибудь выработает свой ресурс.
«Электрификация Европы будет порождать всё больше отходов аккумуляторов и одновременно увеличивать спрос на критическое сырьё, такое как литий, кобальт, никель и марганец», – объясняет Анхель Мануэль Эскамилья Перес (Angel Manuel Escamilla Pérez), ведущий исследователь Leitat. Иными словами, проблема и решение могут лежать в одной коробке.
BATRAW – проект, финансируемый ЕС, который координирует Leitat и который объединил партнёров со всей Европы. Их общей целью было создать устойчивую циркулярную цепочку создания стоимости для литий-ионных аккумуляторов, выработавших свой ресурс, таких как те, что приводят в движение электромобили. Вместо того чтобы заниматься одним этапом, команда рассмотрела весь путь аккумулятора – от сбора и диагностики до момента, когда его материалы готовы к повторному использованию.
Разборка аккумуляторной батареи электромобиля – медленная, кропотливая и потенциально опасная работа. BATRAW разработал полуавтоматическую линию разборки, которая сочетает робототехнику, системы машинного зрения на основе искусственного интеллекта и лазерную резку. Камеры помогают машинам распознавать, что они видят, а лазер вскрывает батарею точно и безопасно.
В пилотных демонстрациях линия сократила время разборки на 50–60%. Она также оптимизировала ручные операции, для которых по-прежнему нужны человеческие руки, и сделала работу безопаснее для сотрудников. Для всех, кто интересуется робототехникой или машинным зрением, это очень практичный пример того, где применяются эти навыки.
После разборки батареи ценные металлы ещё нужно разделить. Здесь проект обратился к гидрометаллургии – разделу химии, который использует растворы для растворения и извлечения металлов. В демонстрации пилотного масштаба в условиях, близких к промышленным, процесс вернул более 98% целевого сырья.
«Объединив эти две пилотные установки, мы сократили время разборки, повысили безопасность и в конце гидрометаллургического процесса получили высококачественные восстановленные материалы, которые теперь можно использовать для производства новых катодных и анодных материалов», – говорит Эскамилья. Итак, цикл замыкается: старый аккумулятор становится отправной точкой для нового.
Переработка – не единственный вариант. Исследователи также задались вопросом, не могли бы некоторые аккумуляторы ещё поработать в другой роли, прежде чем из них извлекут металлы. По результатам работы проекта, использованный аккумулятор может пойти несколькими путями:
Быстрая проверка состояния важна, потому что помогает решить, какие аккумуляторы ещё сохраняют полезную ёмкость, а какие следует сразу отправить на переработку.
Наряду с технологиями восстановления и переработки BATRAW помог внедрить цифровой паспорт аккумулятора и платформу прослеживаемости на основе блокчейна. Она фиксирует, где побывали аккумулятор и его материалы и что с ними происходило.
«Отслеживая аккумуляторы и материалы из них на всех этапах, наш паспорт вместе с платформой прослеживаемости помогает выявлять слабые места в цепочке создания стоимости, а также облегчает переработчикам извлечение критического сырья и продвижение циркулярной экономики», – добавляет Эскамилья. Это не просто приятный бонус: с 2027 года Европейская комиссия будет требовать цифровой паспорт для всех аккумуляторов электромобилей ёмкостью более 2 кВт·ч, выводимых на рынок ЕС.
Связав каждый шаг цепочки создания стоимости, проект снизил зависимость Европы от импортных материалов, уменьшил воздействие добычи на окружающую среду, сократил отходы и укрепил ресурсную безопасность Европы.
«BATRAW показал, что циркулярная и устойчивая европейская экосистема аккумуляторов технически осуществима, экономически обоснованна и полезна для окружающей среды», – заключает Эскамилья. Сейчас команда сосредоточена на масштабировании наиболее перспективных технологий и на их продвижении к коммерциализации и промышленному внедрению.
Изношенный аккумулятор электромобиля – это запас лития, кобальта, никеля и марганца, ожидающий высвобождения. BATRAW объединил робототехнику, зрение на основе искусственного интеллекта, лазерную резку, гидрометаллургию и блокчейн, чтобы быстрее разбирать батареи, возвращать более 98% ключевых материалов, давать некоторым аккумуляторам вторую жизнь и отслеживать их все в цифровом паспорте. Это также доказательство того, что одному проекту могут понадобиться инженеры-робототехники, химики, ИТ-специалисты и эксперты по циркулярной экономике, работающие бок о бок.
5 вопросов · одна минута
English
Čeština
Deutsch
Español
Français
Magyar
Italiano
Polski
Português
Русский
Slovenčina
Türkçe
Українська
العربية
中文