Nowe życie zużytych akumulatorów
W dążeniach do uczynienia Europy pierwszym kontynentem neutralnym dla klimatu Komisja Europejska wyznaczyła ambitny cel osiągnięcia 46% elektryfikacji do 2040 r.(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Chociaż wspomniane przejście na czystą energię bez wątpienia zmniejszy europejskie emisje dwutlenku węgla, a także ograniczy zależność Europy od zagranicznych paliw kopalnych, może stworzyć też nowe wyzwania. „Elektryfikacja Europy będzie generować coraz więcej zużytych akumulatorów, a jednocześnie wzrośnie zapotrzebowanie na kluczowe surowce, takie jak lit, kobalt, nikiel i mangan”, wyjaśnia Angel Manuel Escamilla Pérez, główny badacz w Leitat(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Odpowiedzi na te wyzwania poszukuje projekt BATRAW(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Projekt ten, koordynowany przez Leitat i finansowany ze środków US, łączy partnerów z całej Europy(odnośnik otworzy się w nowym oknie), aby opracować zrównoważony i zgodny z zasadami gospodarki zamkniętej łańcuch wartości dla wycofanych z eksploatacji akumulatorów litowo-jonowych, takich jak te stosowane w pojazdach elektrycznych (EV).
Rozwiązania obejmują cały cykl życia akumulatora
Podejście projektu BATRAW obejmuje cały cykl życia akumulatorów, łącznie z rozbieraniem ich na części. Na przykład w ramach projektu opracowano półautomatyczną linię rozbierania akumulatorów na części. Wykorzystano w niej robotykę, systemy wizyjne oparte na sztucznej inteligencji oraz technologie cięcia laserowego, aby bezpiecznie i wydajnie rozbierać zestawy akumulatorów z pojazdów elektrycznych. Podczas demonstracji wersji pilotażowej opracowana linia pozwoliła skrócić czas rozbierania akumulatora o 50–60%, zoptymalizować operacje ręczne i zwiększyć bezpieczeństwo pracowników. W ramach projektu opracowano również zaawansowane technologie recyklingu hydrometalurgicznego do odzyskiwania kluczowych surowców. Podczas demonstracji na skalę pilotażową rozwiązanie wykazało wskaźnik odzysku przekraczający 98% w warunkach odpowiednich dla przemysłu. „Integracja tych dwóch instalacji pilotażowych pozwoliła skrócić czas demontażu, poprawić bezpieczeństwo, a na koniec procesu hydrometalurgicznego dostarczyć wysokiej jakości odzyskane materiały, które teraz można wykorzystać do produkcji nowych materiałów katodowych i anodowych”, mówi Escamilla. Z myślą o ponownym wykorzystaniu odzyskanych materiałów naukowcy ocenili również możliwość ponownego wykorzystania akumulatorów, w tym ponownie wykorzystywany system magazynowania energii o mocy 80 kWh oraz powiązane z nim narzędzie do szybkiej oceny stanu technicznego.
Cyfrowy paszport akumulatora
Oprócz technologii odzyskiwania i recyklingu projekt pomógł wdrożyć cyfrowy paszport baterii i platformę identyfikowalności opartą na technologii blockchain. „Dzięki śledzeniu akumulatorów i materiałów akumulatorowych na wszystkich etapach, nasz paszport, wraz z platformą śledzenia, pomaga identyfikować słabe punkty łańcucha wartości, a także ułatwia firmom recyklingowym pozyskiwanie kluczowych surowców i wspieranie gospodarki o obiegu zamkniętym”, dodaje Escamilla. Od 2027 r. Komisja Europejska będzie wymagać cyfrowego paszportu dla wszystkich akumulatorów pojazdów elektrycznych o pojemności powyżej 2 kWh wprowadzanych na rynek UE.
W kierunku cyrkularnego, zrównoważonego ekosystemu akumulatorów
Dzięki integracji całego łańcucha wartości akumulatorów — od zbiórki i diagnostyki po rozebranie na części, recykling, odzysk materiałów, produkcję nowych materiałów akumulatorowych i cyfrową identyfikowalność — projekt BATRAW zmniejszył zależność Europy od importowanych materiałów, obniżył negatywny wpływ górnictwa na środowisko, zmniejszył ilość odpadów i wzmocnił bezpieczeństwo zasobów europejskich. Jak podsumowuje Escamilla: „Projekt BATRAW pokazał, że stworzenie zrównoważonego europejskiego ekosystemu akumulatorów o obiegu zamkniętym jest technicznie wykonalne, ekonomicznie uzasadnione i korzystne dla środowiska”. Obecnie zespół projektu skupia się na rozwijaniu swoich najbardziej obiecujących technologii, mając na celu ich komercjalizację i wdrożenie przemysłowe.
