W miarę nasilania się boomu na pojazdy elektryczne rośnie zapotrzebowanie na zrównoważoną produkcję akumulatorów. Zamiana paliw kopalnych na inne ograniczone zasoby naturalne nie jest realną strategią długoterminową. Na szczęście nowe badania wskazują, że wykorzystanie elementów akumulatorów pojazdów elektrycznych pochodzących z recyklingu stanowi istotne rozwiązanie tego wyzwania.
Badanie przeprowadzone przez Imperial College London i sponsorowane przez firmę Altilium zajmującą się czystymi technologiami pokazuje, że surowce pochodzące z recyklingu mogą przewyższać świeżo wydobyte rudy pod względem krytycznych wskaźników wydajności. Ten przełom toruje drogę pojazdom elektrycznym, które są tańsze, ładują się szybciej i zapewniają dłuższą żywotność.
Badanie skupiało się na odzyskanych materiałach aktywnych katod (CAM) wytwarzanych w zakładzie ACT1 firmy Altilium w Devon. Naukowcy porównali odzyskane CAM ze standardowymi materiałami komercyjnymi pochodzącymi z konwencjonalnego wydobycia. Ustalenia wykazały, że warianty poddane recyklingowi zapewniły znaczne korzyści, w szczególności umożliwiając dłuższą żywotność baterii i większą prędkość ładowania.
Podstawową zaletą wykorzystania materiałów pochodzących z recyklingu jest ich jednorodność. W przeciwieństwie do wydobywanych rud, które charakteryzują się zmienną jakością i wymagają intensywnej rafinacji, materiały pochodzące z recyklingu pochodzą z regulowanych, wyprodukowanych akumulatorów. To pochodzenie zapewnia mniej zanieczyszczeń i bardziej stabilny skład metalu. W rezultacie powstałe akumulatory są bardziej wytrzymałe i wytrzymują liczne cykle ładowania i rozładowywania przy minimalnej utracie wydajności.
Badacze dowiedzieli się, że mogą dostosować przetworzony CAM w celu uzyskania niestandardowych wyników, w tym formuł akumulatorów bogatych w nikiel i niezawierających kobaltu, co pomoże w opracowaniu akumulatorów dostosowanych do konkretnych wymagań dotyczących wydajności. Próbki CAM poddane recyklingowi wykazały również podczas testów imponującą odporność chemiczną i fizyczną, co wskazuje na ich potencjał w zakresie trwałej, wysokiej wydajności baterii w miarę upływu czasu.
Altilium zwraca uwagę, że recykling ogranicza kosztowne i energochłonne procesy związane z wydobyciem, transportem i rafinacją rud pierwotnych. Ogranicza także ryzyko związane ze zmienną jakością rudy i potencjalnymi zakłóceniami w dostawach. Niższe zużycie energii podczas recyklingu dodatkowo zmniejsza ślad węglowy produkcji pojazdów elektrycznych. Dr Christian Marston, współzałożyciel i dyrektor operacyjny Altilium stwierdził, że „CAM z recyklingu nie tylko jest zgodny z globalnymi celami zrównoważonego rozwoju, ale także oferuje ulepszone parametry techniczne przy niższych kosztach, co czyni go rewolucyjnym w branży pojazdów elektrycznych”.
Badania obejmowały testy elektrochemiczne zarówno ogniw monetowych, jak i ogniw woreczkowych wykonanych z przetworzonego materiału CAM. Naukowcy porównali wyniki z dostępnym na rynku modułem CAM stosowanym w wysokoniklowych akumulatorach NMC 811, powszechnie spotykanych w wielu samochodach elektrycznych. Technologia jest obecnie poddawana walidacji w brytyjskim Centrum Industrializacji Baterii (UKBIC), gdzie produkowane są ogniwa akumulatorowe wykorzystujące przetworzony CAM w celu dalszych testów i udoskonaleń.
Proces walidacji ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia przydatności technologii do wdrożenia na dużą skalę na rynku samochodów elektrycznych. Firma Altilium pozyskała niedawno inwestycję o wartości 5 milionów dolarów od japońskiej grupy handlowo-inwestycyjnej Marubeni w budowę zakładu recyklingu akumulatorów w Teesside. Po uruchomieniu zakład ten będzie przetwarzał odpady pochodzące ze 150 000 pojazdów elektrycznych rocznie.
