Přečtěte si:  Vývoj technologií, vývoj trhů i potíže růstu: Zpráva z konference Elektrické autobusy pro město XII

95 % materiálu z lithium-iontových baterií pro elektrobusy úspěšně recyklováno v americkém pilotním projektu

12.1.2021 Co v praxi dále s lithium-iontovými bateriemi po ukončení jejich života, ať už v mobilním nebo stacionárním režimu? Odpověď na tuto důležitou otázku elektromobility dal úspěšný pilotní projekt, vůbec první v oboru těžkých elektrických vozidel, při němž byly kompletně recyklovány baterie z elektrobusů. Projekt byl realizován ve spolupráci kanadské společnosti Li-Cycle Corporation, zaměřené na recyklaci lithiových baterií, a kanadsko-amerického výrobce autobusů a elektrobusů New Flyer. O výsledku byla odborná veřejnost informována začátkem roku 2021.

Pro pilotní projekt dodal New Flyer celkem 45 použitých bateriových modulů o celkové hmotnosti 1,5 tuny. A jak recyklace lithiových baterií probíhá?

Prvním krokem je mechanické zpracování baterií.

Na začátku tohoto procesu jsou použité baterie obsahující elektrickou energii v různém množství. U společnosti Li-Cycle funguje tento krok tak (viz foto níže), že baterie jsou automaticky sešrotovány na sypký substrát, aniž by byly předtím tříděny, rozebírány, vybíjeny nebo jakkoli jinak upravovány. Tento proces probíhá způsobem, který brání riziku exploze. Výsledkem jsou dva typy meziproduktů. Prvním je elektrodová hmota (tzv. černá masa), tedy černá granulovitá směs katodových a anodových materiálů, obsahující především lithium, nikl a kobalt, ale také grafit, měď a hliník. Druhým je směs mědi a hliníku – drobný šrot z kovových fólií uvnitř baterie.

Baterie jsou automaticky sešrotovány na sypký substrát

Druhým krokem je hydrometalurgické zpracování materiálu.

Podstatou hydrometalurgických procesů je loužení jemnozrnné elektrodové hmoty (černé masy) ve vodě, v kyselinách nebo v solných roztocích. Výsledkem loužení (viz foto níže) jsou roztoky bateriových materiálů, které se do výsledné podoby pro další zpracování dostávají různými metodami srážení, tzv. rafinací, zahrnujícími např. cementaci, elektrolýzu, hydrolýzu, ohřev destilátorech a krystalizaci. 

Loužení jemnozrnné elektrodové hmoty

Konečnými produkty těchto procesů, navenek vypadající jako prášek či mikrogranule různých barev, jsou především

•    lithium-karbonát, vhodný pro použití na výrobu elektrod lithium-iontových a lithium-polymerových baterií, ale například také ve sklářském a keramickém průmyslu,

•    sulfát kobaltu, vhodný především pro katody lithium-iontových a lithium-polymerových baterií obsahující kobalt,

•    sulfát niklu, vhodný především pro katody lithium-iontových a lithium-polymerových baterií obsahující nikl,

•    karbonát manganu vhodný pro rozmanité chemické aplikace.

Všechny tyto materiály mají na výstupu z procesu složení a kvalitu takovou, aby z nich mohly být vytvořeny katody a anody pro nové baterie, případně pro jiné průmyslové využití.   

Procesy, které Li-Cycle při takovéto recyklaci používá, jsou vytvořeny tak, aby byly ekonomické i ekologické. Pomocí těchto patentovaných technologií lze, podle společnosti Li-Cycle, recyklovat přinejmenším 95 % všech materiálů obsažených v lithium-iontových bateriích.

Technologie Li-Cycle se významně liší od tradičních způsobů recyklace lithiových baterií v obou krocích: V prvním kroku je to zmíněné automatizované šrotování místo náročného vybíjení a rozebírání baterií. Ve druhém kroku jsou to zmíněné mokré procesy namísto tradičních tepelných procesů, při nichž lithium prakticky odchází ve formě spalin a přispívá tak k dalším emisím. Při tradičním způsobu je tak recyklována jen zhruba polovina materiálu. Mokré procesy jsou přitom méně náročné na energii a neprodukují škodlivé emise ani odpady, které by bylo nutno skládkovat.

redakce Proelektrotechniky.cz

Foto © Li-Cycle Corp.

Další informace zde a také zde

Přečtěte si také:

Druhý život baterie

26.1.2021 Druhý život baterií, pro který se často používá anglický pojem „second life“, je dnes velmi diskutované téma. Je také posledním tématem naší školy baterií. S rostoucím množstvím bateriových aplikací ve světě roste požadavek na vyřešení otázky, co s trakčními bateriemi bude poté, co doslouží ve své původní aplikaci. Již se objevují první projekty na další využití vysloužilých baterií z vozidel. Pojďme se ale nejprve podívat na technologie baterií a jejich předpoklady k životu po životě. 

ŠKOLA BATERIÍ

Elektrická vozidla nezávislá na trolejovém vedení se neobejdou bez baterií. Jejich druh a provozní vlastnosti určují hlavní chemické prvky, na jejichž základě baterie fungují. To je užitečné znát, abychom mohli správně formulovat požadavky na dodané bateriové elektrické vozidlo – zvláště uvážíme-li, že baterie představují velmi významnou část jeho ceny. Tato internetová nano power škola baterií je zaměřená na jednotlivé aplikace a rozebírá, která konkrétní technologie je pro který konkrétní typ aplikace vhodná. 

Baterie pro parciální trolejbusy

5.1.2021 První článek z naší školy baterií, uveřejněný i v brožuře „Elektrické autobusy pro město IX“, uvedl čtenáře do problematiky baterií sloužících k pohonu vozidel. Náš druhý článek má za cíl poskytnout uživatelům i investorům do trolejbusové dopravy ucelený pohled na výběr alternativního pohonu trolejbusu, zejména pak akumulátorového pohonu pro parciální trolejbus. 

Víte, jak funguje baterie?

8.3.2013 S bateriemi se setkáváme na každém kroku, v nejrůznějších velikostech a s nejrůznějším účelem použití – od pohonu náramkových hodinek po pohon elektromobilu nebo lodě. Právě v naší rubrice Elektromobilita se o nich často pojednává jako o zdrojích elektrické energie, vedle palivových článků, o nichž pojednávají „Zelené“ taháky pro středoškoláky (i dospělé) č. 2 v této rubrice. Bude proto užitečné si připomenout, jak baterie fungují, a stručně ukázat výhody a nevýhody některých typů, o nichž se často hovoří. 

Elektrobusy ve smart city Písek: chytrý přístup s trochou rozpaků

16.12.2020 V sychravém dopoledni 10. prosince 2020 bylo na autobusovém nádraží prvního českého smart city Písek zprovozněno nabíjení jeho pěti nových elektrobusů MHD. K této neokázalé, ale nanejvýš důležité události byla přizvána i naše redakce. V rámci chytrého řešení písecké MHD přitom nejde o pouhou náhradu „kus za kus“ dieselu za elektrobus, ale u příležitosti tohoto milníku dochází ke změně a celkovému zefektivnění linkového vedení. Chytrý je i způsob pořízení a provozování nabíjecí infrastruktury. Rozpaky naproti tomu budí použitá nabíjecí technologie. 

Jak se vyvíjí svět evropských elektrobusů

4.12.2020 Jako konzultanti sledujeme průběžně vývoj v oblasti elektrobusů. Dlužno říci, že v uplynulých měsících to byl zejména vývoj ve zbytku Evropy – domácí vody byly v tomto ohledu až na výjimky spíše stojaté. Na tomto vývoji nás zaujaly některé zajímavé momenty. 

Škola baterií na portále Proelektrotechniky.cz se představuje

30.11.2020 Stejně jako osobní automobilová doprava i veřejná doprava a nákladní doprava stále více směřuje ke snižování emisí. V naší škole baterií, postupně uveřejňované na portále Proelektrotechniky.cz, se zaměříme na oblasti dopravy, kde se používají baterie. Právě baterie budou nedílnou součástí všech vozidel, která aktivně snižují množství emisí, ať už jsou to hybridní vozidla, čistě elektrická nebo ty s pohonem na palivové články. 

ČEZ ESCO – realizace dobíjecích zázemí pro provoz elektrobusů

24.11.2020 Rozvoj bateriových elektrobusů s sebou přináší i nutnost řešení dodávky elektrické energie pro dobíjení. Požadavky na dobíjení je potřeba pečlivě plánovat od začátku celého procesu úvah o zavádění elektrobusů do provozu. Požadavky se v zásadě odvíjejí od způsobu využívání elektrobusů (nájezdy vozidel), požadovaných výkonů, typů dobíjecích stanic a možností připojení z hlediska distribuční soustavy. 

Konferenci „Elektrické autobusy pro město IX“ nahradila letos interaktivní brožura stejného jména – právě vychází

18.11.2020 Pro letošní veletrh Czechbus byl připravován již devátý ročník naší tradiční konference „Elektrické autobusy pro město“. Vzhledem ke zrušení veletrhu, k neustále se měnící situaci ohledně vládních protiepidemických opatření, ale také k setrvalému zájmu profesionální veřejnosti o problematiku elektrických autobusů jsme se rozhodli letos nahradit naši konferenci interaktivní brožurou stejného názvu „Elektrické autobusy pro město IX“.

Copyright © 2012 – 2023 Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services