Tööstuse uudised

Liitiumioonakude ringlussevõtt algab lõpuks Põhja-Ameerikas ja Euroopas

2021-07-09

Hiljem sel aastal Kanada firmaLi-tsükkelalustab 175 miljoni USA dollari väärtuses tehase ehitamist Rochesteris, N.Y-s, varem Eastman Kodaki kompleksi alusel. Valmides saab sellest Põhja-Ameerika suurim liitiumioonakude ringlussevõtu tehas.

Tehase lõplik võimsus on 25 kilotonni sisendmaterjali, mis võimaldab ettevõtte reoveevaba ja heitmevaba protsessi kaudu regenereerida vähemalt 95 protsenti koobaltist, niklist, liitiumist ja muudest väärtuslikest elementidest. "Meist saab üks suurimaid kodumaiseid nikli ja liitiumi allikaid, aga ka ainus koobaltiallikas Ameerika Ühendriikides," ütlebAjay Kochhar, Li-tsükkel’i kaasasutaja ja tegevjuht.

2016. aasta lõpus asutatud ettevõte on osa õitsevast tööstusest, mis keskendub kümnete tuhandete tonnide liitiumioonakude prügilatesse sattumise ärahoidmisele. 2019. aastal kogu maailmas ringlussevõtuks saadaval olevast 180 000 tonnist liitiumioonakudest võeti ringlusse vaid veidi üle poole. Kuna liitiumioonakude tootmine kasvab hüppeliselt, kasvab ka huvi ringlussevõtu vastu.

Vastavalt Londonis asuvaleRingikujuline energiasalvestusLiitium-ioonakude ringlussevõtu turgu jälgiv nõustamisettevõte tegeleb liitium-ioonakude taaskasutamise või kavatseb seda lähiajal teha umbes sada ettevõtet üle maailma. Tööstus on koondunud Hiinasse ja Lõuna-Koreasse, kus valmistatakse ka valdav enamus akudest, kuid Põhja-Ameerikas ja Euroopas on mitukümmend taaskasutusettevõtet. Lisaks Li-tsükkel'ile on selles loendis Stockholmis asuvNorthvolt, mis ehitab koos Norraga elektrisõidukite akude ringlussevõtu tehastHüdroja Tesla alum J.B. StraubelPunapuu materjalid, millel on laiem elektroonikajäätmete ringlussevõtu ulatus. [Vaata külgriba „14 liitiumioonakude taaskasutusprojekti, mida vaadata”.

Nende idufirmade eesmärk on automatiseerida, sujuvamaks muuta ja puhastada seni töömahukas, ebaefektiivne ja määrdunud protsess. Traditsiooniliselt hõlmab akude ringlussevõtt kas nende põletamist, et saada osa metallist, või akude jahvatamist ja saadud "musta massi" töötlemist lahustitega.

Akude ringlussevõtt ei pea olema ainult puhtam, vaid ka usaldusväärselt tulus, ütlebJeff Spangenberger, direktorReCell Center, akude ringlussevõtu uurimistöö, mida toetab USA energeetikaministeerium. „Akude ringlussevõtt on parem kui uute materjalide kaevandamine ja akud ära viskamine,” ütleb Spangenberger. „Kuid ringlussevõtuettevõtetel on probleeme kasumi teenimisega. Peame selle kulutõhusaks muutma, et inimestel oleks stiimul oma akusid tagasi tuua.â€

Workers sort lithium-ion batteries at Li-tsükkel's recycling facility near Toronto.
Foto: Li-tsükkelWorkers sorteerib liitiumioonakusid Li-tsükkel'i ringlussevõtujaamas Kingstonis, Ontarios, Toronto lähedal.

Li-tsükkel töötab "kodara ja rummu" mudelil, kusjuures kodarad tegelevad vanade akude ja akujääkide eeltöötlemisega ning must mass suunatakse kesksesse jaoturisse, et töödelda lõplikult akukvaliteediga materjalideks. Ettevõtte esimene kodar asub Toronto lähedal Ontarios Kingstonis, kus asub Li-tsükkel'i peakontor; äsja avati teine ​​kodar Rochesteris, kus tulevane keskus peaks avama 2022. aastal.

Li-tsükkel'i insenerid täiustasid korduvalt traditsioonilist hüdrometallurgilist ringlussevõttu, ütleb Kochhar. Näiteks EV aku elementideks lahtivõtmise ja tühjendamise asemel eraldavad nad aku suuremateks mooduliteks ja töötlevad neid ilma tühjenemiseta.

Akude keemia osas on Li-tsükkel agnostiline. Tavalisi nikkel-mangaan-koobaltoksiidpatareisid on sama lihtne ringlusse võtta kui liitiumraudfosfaadil põhinevaid. "Tööstuses pole ühtsust," märgib Kochhar. "Me ei tea akude täpset keemiat ja me ei pea seda teadma."

Kui palju akusid tuleb taaskasutada? Ettekannetes viitab Kochhar kulunud liitiumioonakude "sissetulevale tsunamile". Arvestades, et elektrisõidukite müük maailmas kasvab 1,7 miljonilt 2020. aastal 26 miljonile 2030. aastal, on lihtne ette kujutada, et oleme peagi tühjenenud akudega täis.

Kuid liitiumioonakude eluiga on pikk, ütlebHans Eric Melin, Ringliku energiasalvestuse direktor. "Kolmkümmend protsenti USA turult pärit kasutatud elektrisõidukitest on nüüd Venemaal, Ukrainas ja Jordaanias ning aku tuli sellel teekonnal reisijana kaasa," ütleb Melin. EV akusid saab ka ümber kasutadastatsionaarne hoidla. "Neil [kasutatud] toodetel on endiselt palju väärtust," ütleb ta.

Melini hinnangul on USA-l 2030. aastal ringlussevõtuks umbes 80 kilotonni liitiumioonakusid, Euroopas aga 132 kilotonni. "Iga [ringlussevõtu] ettevõte rajab tuhandete tonnide võimsusega tehast, kuid te ei saa ringlusse võtta rohkem materjali, kui teil on," märgib ta.

Photo of a silver battery image and 3 piles of materials.
Foto: ReCell Liitiumioonakust taastatavate materjalide hulka kuuluvad erinevad metallid ja plastid.

ReCelli ettevõte Spangenberger nõustub, et vajadus aku taaskasutamise mahu suurendamise järele ei ole mõnda aega tungiv. Seetõttu on tema grupi uurimistöö keskendunud pikemaajalistele projektidele, sealhulgas otsesele katoodide ringlussevõtule. Traditsiooniline ringlussevõtt purustab katoodi metallisoolaks ja soola muutmine katoodideks on kallis. ReCell kavatseb sel aastal demonstreerida kulutõhusat meetodit katoodpulbrite ringlussevõtuks, kuid kulub veel viis aastat, enne kui need protsessid on valmis suuremahuliseks kasutamiseks.

Isegi kui akutsunami pole veel saabunud, on Kochhari sõnul olmeelektroonika ja elektrisõidukite tootjad nüüd huvitatud Li-tsükkel'i teenustest. "Sageli sunnivad nad oma tarnijaid meiega koostööd tegema, mis on meile olnud suurepärane ja seda on tõesti huvitav näha," ütleb Kochhar.

„Taaskasutusega seotud teadlased suhtuvad oma tegemistesse väga kirglikult – see on suur tehniline väljakutse ja nad tahavad selle välja mõelda, sest see on õige asi,” ütleb Spangenberger. "Kuid teenida tuleb ka raha ja see on atraktsioon."