Утилизация батарей для электромобилей стала головной болью: эти решения могут помочь

По мере роста производства электромобилей во всем мире, неизбежным следствием стал ощутимый рост количества выведенных из эксплуатации литий-ионных аккумуляторов, которые, в отличие от традиционных свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторов, трудно утилизировать. Новое исследование, проведенное под руководством Корнелльского университета, определяет несколько ключей к грамотной утилизации, с акцентом на химию аккумуляторов, вторичные использование и переработку.

«Что делать со всеми этими вышедшими из употребления батареями электромобилей? На данный момент это огромная проблема», – сказал Фэнци Ю, профессор инженерии энергетических систем в Корнелле, который использовал передовое моделирование для изучения экологических и экономических компромиссов при создании, использовании и переработке аккумуляторов. Анализ жизненного цикла, в котором рассматривались различные варианты материалов и технологий для аккумуляторов, подробно описан в исследовании, опубликованном в Science Advances. «Литий-ионные аккумуляторы разработаны для повышения производительности, а не для вторичной переработки или повторного использования», – сказал исследователь, отметив, что аккумуляторы электромобилей обычно служат от пяти до 12 лет, прежде чем они теряют энергоемкость, необходимую для питания транспортного средства. «Сейчас очень мало дискуссий об экологических аспектах улучшения конструкции батарей для переработки или повторного использования». Один из выводов заключается в том, что химический состав батареи может повлиять на ее общее воздействие на окружающую среду. Например, кобальт является обычным материалом для аккумуляторов, который при добыче является энергоемким и наносит ущерб окружающей среде. Замена кобальта никелем может облегчить негативное влияние с точки зрения добычи. Однако «присутствие кобальта, даже в относительно небольших количествах, в катоде батареи приводит к гораздо менее окислительной среде для других компонентов, продлевая срок службы батареи и увеличивая возможности вторичного использования и переработки материалов», – сказал Линден Арчер, декан инженера в Корнелле и соавтор исследования. Но, по словам Арчера, расходы на кобальт – и связь с эксплуатацией детского труда – привели к тому, что этот материал «традиционно считается нежелательным для недорогих батарей, необходимых для экологичного электрифицированного будущего. Анализ также показал, что общий углеродный след аккумуляторной батареи электромобиля можно уменьшить на 17%, если ее можно будет повторно использовать до того, как она будет переработана. Один из вариантов повторного использования батарей – это электростанции, накапливающие энергию ветра и солнца. Спрос на такие накопители энергии растет, и в них можно использовать устаревшие батареи с пониженной энергоемкостью. А по мере роста доли возобновляемых источников энергии в энергосистеме, углеродный след повторно используемых батарей сокращается примерно на четверть. Большинство современных предприятий по переработке отходов испытывают трудности с разборкой укрепленных автомобильных аккумуляторов и восстановлением исходного сырья. Яньцю Тао, соавтор исследования, сказал, что директивным органам следует  более детально рассмотреть способы стимулирования методов утилизации.

 

По материалам https://www.sciencedaily.com