Teadlased: maailm pole elektriautode ümbertöötlemiseks valmis [Estonian]

Ennustuste kohaselt lisandub järgmise kümnendi lõpuks teedele enam kui sada miljonit elektriautot. Briti teadlaste ülevaateartikkel viitab, et uute akude ümbertöötlemiseks kasutatavad tehnikad ei pea revolutsiooniga sammu. See võib viia nii materjalide nappuse kui ka tekkivate jäätmete hüppelise kasvuni.

"Meil pole häid lahendusi. Erinevalt vanematest akutüüpidest valmistatakse liitium-ioonakusid praegu igas mõõdus ja kujus. Täpne akukeemia võib konkurentsieelise saavutamiseks oluliselt erineda. Seetõttu lastakse akud parimal juhul oma eluea lõpule jõudes lihtsalt peenestist läbi ja sulatatakse üles," selgitas ülevaateartikli esimene autor Gavin Harper, Birminghami Ülikooli Faraday Institutsiooni teadur ERR Novaatorile. See võimaldab saada sulami kujul tagasi vaid piiratud koguses liitiumi ja alumiiniumi. Akudes leidub aga väärtuslikke elemente märksa rohkem.

Keskkonna seisukohalt on isegi taoline ümbertöötlemine halbadest valikutest parim. Möödunud aastal müüdi maailmas enam kui miljon elektriautot. Harperi töörühma arvutuste kohaselt võib tekkida juba ainuüksi nende tõttu 250 000 tonni jagu potentsiaalselt ohtlikke jäätmeid. Need lihtsalt prügimäele viies võivad need ülekuumenemise tõttu plahvatada või põlema süttida. Teisalt asuvad suurem osa ümbertöötlemiseks sobilikest tehastest asuvad Hiinas ja Lõuna-Koreas, mis kasvatab sellega seotud keskkonnamõju.

Kuigi liitiumi omahind moodustab akude hinnast vaid väikese osa, aitaks laiaulatuslikum ümbertöötlemine leevendada pikas plaanis liitiumipuudust. Tüüpiliselt kulub tonni liitiumi tootmiseks 250 tonni maaki või 750 tonni liitiumirikast soolvett. Sama koguse metalli saaks ligikaudu 250 elektriauto akust. Harper nentis, et isegi tõhususe kasvades jääks sellest autotööstuse jätkusuutlikuks muutmiseks väheseks.

Elektriautode kasvav populaarsus võtab töö tuhandetelt inimestelt Nikli-, mangaani- ja eriti koobaltipuudus võib tabada maailma veelgi kiiremini, võib-olla isegi kümne aasta pärast. Neid praegu kasutatavate protsessidega akudest kulutõhusalt kätte ei saa.

"Liitium-ioonakude ehitus peab muutuma selleks praegusest oluliselt lihtsamaks. Samas pole veel turg kaugeltki küps ja selgelt parimat lahendust pole veel leitud. Nõnda on raske näha, et autotootjad suudaksid leppida kokku akude standardiseerimises," sõnas Harper. Seega peab mõtlema senisest rohkem ajutiste lahenduste peale.

Autoakude teine elu või ajapikendus? Ühe võimalusena saaks kasutada neid rohkem taastuvatest energiaallikatest sõltuvas elektrivõrgus pingekõikumiste vältimiseks. "Algsest mahtuvusest vaid 60–80 protsenti säilitava akuga kaugele ei purjeta, kuid võrguga püsivalt ühendatud akupangaga seda probleemi pole. Tuleviku peale mõeldes on kergelt naljakas, et nende ehitamiseks kasutatakse praegu mõnel pool uhiuusi akusid, mille valmistamiseks kasutatud ressursid on piiratud," lisas teadur.

Pikas plaanis muutuvad aga ka uuskasutuses olevad akud kasutuskõlbmatuks ja nende ümbertöötlemisest pole pääsu. "Liiatigi asuvad maailma tähtsamad koobaltikaevandused Kongos, mis arvestab inimõigustega pehmelt öeldes vaid paiguti. Tulevikus võivad autotootjad otsida seetõttu tarbijate survel uusi koobaltiallikaid," laiendas Harper.

Teadur lisas, et omal kombel oleks see ka mõistlik. Ühe koha peal seisvate akude puhul pole nende suurus oluline. Kasutada saab vähem haruldastel metallidel põhinevaid metalle.

"Akude uuskasutus annab meile ajapikendust paremate lahenduste leidmiseks, näiteks nende lahti monteerimiseks sobilike robotite arendamiseks. Selle tulemusena saadavaid osi saaks taaskasutada ja ka nendest sulatatav metall oleks puhtam," märkis Harper. Praegu tegelevad sellega inimspetsialistid, kuid võimalike akudefektide tõttu on see ajamahukas ja mitte kuigi tulus.

"Meil on aega vältida kunagi pliiakudega tehtud vigu. Praeguseks taaskasutatakse neid peaaegu 100-protsendiliselt," viitas teadur.

Uurimus ilmus ajakirjas Nature.

Machine Translation Into English

More than a hundred million electric cars are projected to be on the roads by the end of the next decade. A review article by British scientists suggests that the techniques used to recycle new batteries do not keep up with the revolution. This can lead to a shortage of materials as well as a surge in the amount of waste generated.

"We do not have good solutions. Unlike older battery types, lithium-ion batteries are currently made in all sizes and shapes. , Research Fellow, ERR Innovator, Faraday Institution, University of Birmingham. This allows only limited quantities of lithium and aluminum to be recovered. However, batteries contain much more valuable elements.

From an environmental point of view, even such recycling is the best of the bad choices. Last year, more than one million electric cars were sold worldwide. The Harper Group estimates that this alone could generate 250,000 tonnes of potentially hazardous waste. Just by taking them to the landfill, they can explode or catch fire due to overheating. On the other hand, most of the recyclable plants are located in China and South Korea, which increases the associated environmental impact.

Although the cost of lithium is only a small fraction of the cost of batteries, more extensive recycling would help to alleviate long-term lithium deficiency. Typically, it takes 250 tonnes of ore or 750 tonnes of lithium-rich brine to produce a ton of lithium. The same amount of metal would come from about 250 electric car batteries. Harper stated that even with efficiency gains, it would be insufficient to make the car industry sustainable.

The growing popularity of electric cars is taking work from thousands of people Lack of nickel, manganese, and especially cobalt can hit the world even faster, perhaps even in ten years. They cannot be retrieved cost-effectively from batteries in the processes currently used.

"The construction of lithium-ion batteries must be made much easier than it is today. However, the market is far from mature and clearly the best solution has not yet been found. This makes it difficult for car manufacturers to agree on standardizing batteries," said Harper. Therefore, more thought must be given to temporary solutions.

Another life or grace period for car batteries? One possibility would be to use them more to prevent voltage fluctuations in a grid dependent on renewables. "Only 60 to 80 percent of the original capacity is not far from a storage battery, but with a battery bank permanently connected to the network, this is not a problem. For the future, .

In the long run, however, rechargeable batteries also become unusable and cannot be recycled. "In addition, the world's major cobalt mines are located in the Congo, which, to put it mildly, has human rights issues in place. In the future, automotive manufacturers may therefore look for new sources of cobalt under consumer pressure," Harper said.

The researcher added that in a way it would make sense. For single-battery batteries, their size does not matter. Metals based on less rare metals can be used.

"Recycling batteries gives us time to develop better solutions, such as developing robots that can be disassembled. As a result, the resulting parts can be recycled and the metal they melt will be cleaner," said Harper. It is currently handled by human specialists, but due to potential battery defects it is time consuming and not very profitable.

"We have time to avoid mistakes made with lead-acid batteries. By now, they are almost 100% recycled," the researcher said.

The study appeared in Nature magazine.