Este corect să spunem că știm acum cum să fabricăm baterii litiu-ion eficiente și cu autonomie mare. Lucid a reușit să obțină o versiune a viitorului său sedan Air certificată de Agenția pentru Protecția Mediului din SUA cu o autonomie de aproximativ 837 de kilometri, depășind cu ușurință Tesla (al cărei Model 3 Long Range din 2021 are o autonomie de doar aproximativ 587 de kilometri). Dar unde ne aflăm cu reciclarea metalelor prețioase din aceste baterii? Sondajele arată că este o preocupare majoră a consumatorilor, pe măsură ce adoptarea vehiculelor electrice (VE) crește rapid.
Până în 2020, 14 gigawatt-ore de baterii – aproximativ 102.000 de tone – erau retrase din uz anual, iar numărul este așteptat să crească la 7,8 milioane de tone anual până în 2040, potrivit IDTechEx. În acel moment, reciclarea bateriilor va fi o industrie de 31 de miliarde de dolari. În prezent, majoritatea bateriilor care sunt reciclate provin din electronice de consum, dar acest lucru este așteptat să se schimbe curând.
După cum relatează National Geographic reports, tehnologia actuală de reciclare a bateriilor este „destul de rudimentară”. În ceea ce se numește pirometalurgie, modulele de baterii sunt arse, ceea ce lasă o suspensie care conține cupru, nichel și cobalt. Metalele individuale sunt apoi extrase. În hidrometalurgie, solvenții sunt folosiți pentru a recupera metale valoroase. Ambele procese sunt poluante și consumatoare de energie. Litiul este eminent reutilizabil, dar valoarea sa nu este adesea suficientă pentru ca reciclatorii să îl recupereze.
În prezent, mai puțin de 5% din litiul din bateriile litiu-ion este recuperat în SUA și Uniunea Europeană, relatează Chemical and Engineering News. Linda L. Gaines de la Laboratorul Național Argonne citează constrângeri tehnice, logistică, bariere economice și lacune de reglementare. Revista precizează: „Cercetătorii și producătorii de baterii nu s-au concentrat în mod tradițional pe îmbunătățirea reciclării. În schimb, au lucrat pentru a reduce costurile și a crește longevitatea bateriilor și capacitatea de încărcare. Și pentru că cercetătorii au făcut progrese doar modeste în îmbunătățirea reciclării, relativ puține baterii litiu-ion ajung să fie reciclate.”
Producătorii auto au luat notă. Bentley Motors trece integral la electric, iar președintele și CEO-ul său, Adrian Hallmark, a declarat: „Dacă vorbim despre viitor și reciclarea bateriilor, este una dintre cele mai mari preocupări ale mele.” Omul de știință japonez Akira Yoshino a câștigat Premiul Nobel pentru munca sa în domeniul bateriilor litiu-ion, iar acum spune că industria trebuie să găsească o modalitate de a le recicla profitabil.
Actualul impas de tip „oul sau găina” se poate schimba, spune Nth Cycle, o companie din zona Boston, condusă de Dr. Megan O’Connor. Compania a fost înființată în 2017, folosind tehnologia dezvoltată de cofondatorul și vicepreședintele său de R&D, Chad Vectis, în timpul petrecut la școala de inginerie de la Harvard.
Portofoliul Nth Cycle recuperează metale valoroase folosind un proces de electroextracție care, a declarat O’Connor pentru revista Charged, combină filtrarea apei și electricitatea. „Vă puteți gândi la împingerea unui curent electric printr-un filtru foarte mare, iar acel curent electric ne ajută să capturăm metalele selectiv”, a spus ea. „Așa se diferențiază tehnologia noastră de hidro și piro și ne ajută să ajungem la costuri de operare foarte scăzute. Singurul nostru aport este un nivel foarte scăzut de electricitate care poate proveni din surse 100% regenerabile, spre deosebire de utilizarea ridicată de substanțe chimice și energie a celorlalte două.”
O’Connor a spus că tehnologia lor îmbrățișează „cei trei C” – este curată, consecventă și personalizabilă. Ea a spus că procesul poate reduce emisiile de gaze cu efect de seră cu peste 75% comparativ cu hidro și piro. De asemenea, a spus că electroextracția reduce semnificativ costurile de transport, deoarece reciclatorii tradiționali trebuie să mute materialul lor de bază greu, „masa neagră”, la un sit de procesare, deși doar 20% din greutate este recuperabilă. Tehnologia Nth Cycle poate fi instalată în locațiile unde se produce masa neagră.
Nth Cycle își va instala primele două unități la începutul anului 2022. Aplicația depășește recuperarea metalelor prețioase din bateriile VE. Poate fi folosită și pentru a recupera cobaltul, nichelul și alte metale din operațiunile miniere.
În aprilie, Nth Cycle a anunțat că a obținut o finanțare inițială de 3,2 milioane de dolari de la investitori, condusă de firma de capital de risc Clean Energy Ventures. Directorul executiv al respectivei companii, Daniel Goldman, a spus că Nth Cycle „poate avea în cele din urmă un impact material asupra schimbărilor climatice prin atenuarea a peste 2,5 miliarde de tone de emisii echivalent CO2 în următorii 30 de ani, prin procesarea mai curată și reutilizarea mineralelor critice.”
Alte inițiative ar putea, de asemenea, să îmbunătățească rata de reciclare a bateriilor. În 2019, 15 milioane de dolari au fost alocați unei operațiuni de reciclare a bateriilor litiu-ion, Centrul ReCell, condus de Jeffrey S. Spangenberger la Laboratorul Național Argonne. Centrul Re-Cell reunește 50 de cercetători din șase laboratoare naționale și universități, precum și parteneri din industrie. Departamentul Energiei a creat, de asemenea, Premiul pentru Reciclarea Bateriilor, în valoare de 5,5 milioane de dolari, la acel moment, pentru a încuraja inovația.
Legende foto:
CEO-ul Nth Cycle, Megan O’Connor, spune: „Singurul nostru aport este un nivel foarte scăzut de electricitate care poate proveni din surse 100% regenerabile.” (Nth Cycle)
