A „Kreislauf.IN.NRW” kutatási projektben az RWTH Aachen Egyetem E-mobilitási alkatrészek gyártástechnikai tanszéke (PEM) ipari partnerekkel együttműködve dolgozik egy holisztikus akkumulátorcella-újrahasznosítási rendszer megvalósításán. A projekt célja, amelyet Észak-Rajna-Vesztfália tartomány környezetvédelmi, természetvédelmi és közlekedési minisztériuma finanszíroz, az eddig el nem ért, több mint 80 százalékos újrahasznosított anyagarányú cellák gyártásának és működésének vizsgálata.
Ehhez az akkumulátorok teljes értékláncában olyan beszállítókat és folyamatokat kell kiválasztani, amelyek megfelelnek a megfelelő akkumulátoranyagok követelményeinek és javítják a karbonlábnyomot. „A lítium-ion akkumulátorcellák újrahasznosítható alkatrészeit eddig csak egyenként vizsgálták, és nem tesztelték azok új akkumulátorokban való kölcsönhatását” – mondja Achim Kampker, a PEM igazgatója.
Az EU akkumulátor-rendeletének a katód aktív anyagok minimális újrahasznosítási kvótáira vonatkozó követelményeinek való megfelelés érdekében azonban elengedhetetlennek tartják az ilyen anyagok újbóli bevezetését az akkumulátorgyártásba.
Az anyagok pontos viselkedése az akkumulátorcellában – például az öregedés, a biztonság és a szükséges tisztaság – nem teljesen ismert.
„A globális akkumulátoripar már használ néhány újrahasznosított fém sót, például nikkel- és kobalt-szulfátot vagy lítium-hidroxidot, de az anyagok pontos viselkedése az akkumulátorcellában – például az öregedés, a biztonság és a szükséges tisztaság – nem teljesen ismert” – mondja Heiner Heimes, a PEM igazgatósági tagja. Különösen a másodlagos forrásokból származó grafit anódanyagok voltak eddig vonzóak.
Ennek oka az aktív anyag élettartama végén romló morfológiája, a megnövekedett szennyeződés, például kötőanyagokkal, valamint a technológiai és gazdasági kihívások. Az újrahasznosítható grafit feldolgozása rendkívül költségigényesnek számít az elsődleges erőforrások felhasználásához képest.
Az inaktív alkatrészek újrahasznosítása is szükséges
Az akkumulátorok egyéb alkatrészei, például az alumínium és réz áramgyűjtő fóliák, a szeparátor és az elektrolit szintén kihívásokat jelentenek az újrahasznosítás és az újrafelhasználás szempontjából. Jelenleg a hangsúly elsősorban az aktív anyagokon van, mivel ezek teszik ki az akkumulátor 70 százalékát, és a nyersanyagok értékesek. A körforgásos gazdaság követelményeinek megfelelő hatékony újrahasznosított tartalom elérése érdekében azonban az inaktív alkatrészek újrahasznosítása is szükséges.
„Bár a legtöbb akkumulátor-alkatrész újrahasznosítása technikailag már lehetséges, még nem gyártottak olyan akkumulátorcellát, amely legalább 80 százalékban újrahasznosított anyagot tartalmazna” – mondja Kampker. A „Kreislauf.IN.NRW” projekt célja, hogy célzott kutatások révén sikerrel járjon ebben a törekvésben, és kidolgozzon egy méretezhető eljárást. A NEUMAN & ESSER, az Accurec Recycling, az Iondrive EU és a Constantia Patz ipari partnereként vesznek részt a projektben.
További információk a projektről itt találhatók.
