Утилізація батарей для електромобілів стала головним болем: ці рішення можуть допомогти

В процесі зростання виробництва електромобілів у всьому світі, неминучим наслідком стало відчутне зростання кількості виведених з експлуатації літій-іонних акумуляторів, які, на відміну від традиційних свинцево-кислотних автомобільних акумуляторів, важко утилізувати. Нове дослідження, проведене під керівництвом Корнелльського університету, визначає кілька ключів до грамотної утилізації, з акцентом на хімію акумуляторів, вторинне використання та переробку.

«Що робити з усіма цими батареями електромобілів, що вийшли з ужитку? На даний момент це величезна проблема», – сказав Фенці Ю, професор інженерії енергетичних систем у Корнеллі, який використав передове моделювання для вивчення екологічних та економічних компромісів під час створення, використання та переробки акумуляторів. Аналіз життєвого циклу, в якому розглядалися різні варіанти матеріалів та технологій для акумуляторів, докладно описаний у дослідженні, опублікованому у виданні Science Advances. “Літій-іонні акумулятори розроблені для підвищення продуктивності, а не для вторинної переробки або повторного використання”, – сказав дослідник, зазначивши, що акумулятори електромобілів зазвичай служать від 5 до 12 років, перш ніж вони втрачають енергоємність, необхідну для живлення транспортного засобу. «Зараз дуже мало дискусій щодо екологічних аспектів покращення конструкції батарей для переробки чи повторного використання». Один із висновків полягає в тому, що хімічний склад батареї може вплинути на її загальний вплив на довкілля. Наприклад, кобальт є звичайним матеріалом для акумуляторів, який при видобутку є енергоємним і завдає шкоди навколишньому середовищу. Заміна кобальту нікелем може полегшити негативний вплив з точки зору видобутку. Однак «присутність кобальту, навіть у відносно невеликих кількостях, у катоді батареї призводить до набагато менш окисного середовища для інших компонентів, подовжуючи термін служби батареї та збільшуючи можливості вторинного використання та переробки матеріалів», – сказав Лінден Арчер, декан інженера в Корнеллі та співавтор дослідження. Але, за словами Арчера, витрати на кобальт – і зв’язок із експлуатацією дитячої праці – призвели до того, що цей матеріал «традиційно вважається небажаним для недорогих батарей, необхідних для екологічного електрифікованого майбутнього». Аналіз також показав, що загальний вуглецевий слід акумуляторної батареї електромобіля можна зменшити на 17%, якщо її можна повторно використовувати до того, як вона буде перероблена. Один із варіантів повторного використання батарей – це електростанції, що накопичують енергію вітру та сонця. Попит на такі накопичувачі енергії зростає, і в них можна використовувати застарілі батареї зі зниженою енергоємністю. А в міру зростання частки відновлюваних джерел енергії в енергосистемі, вуглецевий слід батарей, що повторно використовуються, скорочується приблизно на чверть. Більшість сучасних підприємств з переробки відходів зазнають труднощів із розбиранням укріплених автомобільних акумуляторів та відновленням вихідної сировини. Яньцю Тао, співавтор дослідження, сказав, що директивним органам слід більш детально розглянути способи стимулювання методів утилізації.

За матеріалами https://www.sciencedaily.com