Ηλεκτρικά αυτοκίνητα: Οι χρησιμοποιημένες μπαταρίες μπορούν να έχουν «δεύτερη ζωή»

13:57 6/9/2023 - Πηγή: NewsIt

Ο αριθμός των ηλεκτρικών αυτοκινήτων στον κόσμο αυξάνεται ραγδαία, με πρόβλεψη να φθάσουν τα 145 εκατομμύρια μέχρι το 2030. Η ζήτηση για μπαταρίες ιόντων λιθίου αναμένεται να αυξηθεί έως και 14 φορές. Το ερώτημα είναι τι θα γίνει με την ανακύκλωση των μπαταριών, ώστε να μην αποτελούν απειλή, στο τέλος της ζωής τους, για το περιβάλλον.

Οι χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή μπαταριών ηλεκτρικών αυτοκινήτων είναι τοξικές, επομένως όταν απελευθερώνονται στο περιβάλλον μπορεί να έχουν αρνητικές επιπτώσεις. Για παράδειγμα, το κάδμιο προκαλεί νεφρική βλάβη και αναιμία,

το κοβάλτιο διαταράσσει τη λειτουργία του θυρεοειδούς, ενώ το λίθιο εναποτίθεται στους πνεύμονες. Με δεδομένο την αύξηση της ζήτησης πρώτων υλών και την μικρή δυναμική εξόρυξης, θα πρέπει να εξεταστεί η ύπαρξη απαραίτητων αποθεμάτων, αλλά και το υψηλό αποτύπωμα άνθρακα που χρειάζεται για την επεξεργασία τους.

Οι μπαταρίες λιθίου αποτελούνται από τέσσερα κύρια εξαρτήματα: κάθοδο, άνοδο, ηλεκτρολύτη και διαχωριστή. Περιλαμβάνουν επίσης ένα συμπαγές προστατευτικό δοχείο και περίβλημα μονάδας από αλουμίνιο, καθώς και πλαστικά καλύμματα για τις κυψέλες, τα καλώδια ή τους συνδετήρες. Ανάλογα με το υλικό της καθόδου, υπάρχουν διάφοροι τύποι μπαταριών ιόντων λιθίου.

Επί του παρόντος, τρεις τύποι μπαταριών χρησιμοποιούνται παγκοσμίως. Είναι οι μπαταρίες λιθίου- νικελίου- μαγγανίου- κοβαλτίου (NMC), λιθίου-νικελίου-κοβαλτίου-αλουμινίου (NCA) και μπαταρίες λιθίου-σιδηρού-φωσφορικού (LFP). Οι δύο πρώτοι τύποι χρησιμοποιούνται σε επιβατικά αυτοκίνητα, ενώ ο τρίτος τύπος χρησιμοποιείται κυρίως σε ηλεκτρικά λεωφορεία. Τα κύρια πλεονεκτήματά τους περιλαμβάνουν υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, ασφαλή χρήση και μεγάλη διάρκεια ζωής.

Οι χρησιμοποιημένες μπαταρίες ηλεκτρικών αυτοκινήτων μπορούν να αποκτήσουν μια δεύτερη ζωή ως αποθήκευση ενέργειας σε άλλες διαδικασίες παραγωγής ή να γίνουν πηγή ενέργειας για λιγότερο απαιτητικές συσκευές, όπως σε ένα σκούτερ ή σε ένα ηλεκτρικό ποδήλατο. Ορισμένες εταιρείες συλλέγουν χρησιμοποιημένες μπαταρίες, οι οποίες μπορούν να χρησιμεύσουν για περίπου 10 ακόμη χρόνια ως αποθήκευση ενέργειας πριν χρειαστεί να ανακυκλωθούν.

Καθώς οι μπαταρίες διαφέρουν ως προς την κατασκευή, η αποσυναρμολόγηση γίνεται κυρίως με το χέρι από ειδικευμένους ανθρώπους με προστατευτική ενδυμασία, καθώς πιθανά λάθη στην αποσυναρμολόγηση των στοιχείων θα μπορούσαν να προκαλέσουν ανάφλεξη ή έκρηξη. Το πιο ακριβό και εντατικό βήμα εργασίας στην ανακύκλωση μπαταριών είναι η εξόρυξη πολύτιμων υλικών όπως το λίθιο, το κοβάλτιο, το νικέλιο και το μαγγάνιο.

Η ανακύκλωση μπαταριών στην Ευρώπη πραγματοποιείται σε μικρή κλίμακα από πιλοτικά και εξειδικευμένα εργοστάσια ανακύκλωσης. Προς το παρόν, η χωρητικότητά τους είναι επαρκής σε σχέση με τη ζήτηση, αλλά το σύστημα θα πρέπει σίγουρα να επεκταθεί. Η Greenpeace προβλέπει ότι 12,85 εκατομμύρια τόνοι μπαταριών ηλεκτρικών αυτοκινήτων θα τεθούν εκτός λειτουργίας έως το 2030.

Οι μπαταρίες επιβαρύνουν σε μεγάλο βαθμό το περιβάλλον λόγω της πολύπλοκης δομής τους και της περιεκτικότητας σε διάφορες χημικές ουσίες. Υπολογίζεται ότι το μεταλλικό περίβλημα και άλλα εξαρτήματα από μέταλλο αποσυντίθενται μετά από 100 χρόνια, ενώ οι χημικές ουσίες αποσυντίθενται μετά από εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια ή και ποτέ. Ως εκ τούτου, αποτελούν αιτία μόνιμης ρύπανσης του εδάφους και των υδάτων.

Σήμερα κατά γενικό κανόνα, οι κατασκευαστές παρέχουν 8 χρόνια εγγύηση στις μπαταρίες. Είναι γενικά αποδεκτό ότι μια μπαταρία δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί όταν η απόδοσή της πέσει κάτω από 70-80% της συνολικής χωρητικότητας, κάτι που σύμφωνα με τα πρώτα στοιχεία μπορεί να συμβεί ακόμα και μετά από 12 χρόνια, που αντιστοιχεί σε οδήγηση περίπου 580.000 χιλιομέτρων. Η διάρκεια ζωής των μπαταριών εξαρτάται κυρίως από τον αριθμό των κύκλων φόρτισης και εκφόρτισης.

Τέλος, όσον αφορά την ανακύκλωση, οι ποσότητες και οι στόχοι των ανακτημένων πρώτων υλών από μπαταρίες θα ανακοινωθούν σύντομα από την Ευρωπαίκή Επιτροπή. Στα τέλη του 2022, εισήχθησαν κανονισμοί που έλεγαν ότι το νικέλιο και το κοβάλτιο θα ανακυκλώνονται σε ποσοστό 90% από το 2027 και το 2030 αυτό το ποσοστό θα πρέπει να είναι έως και 95%. Για το λίθιο οι τιμές ορίστηκαν στο 50 και 80% αντίστοιχα. Ωστόσο, το υψηλό κόστος της εργασίας, καθώς και το κόστος απόρριψης των μπαταριών παραμένει ένα ζήτημα το οποίο άμεσα πρέπει να λυθεί.

To άρθρο Ηλεκτρικά αυτοκίνητα: Οι χρησιμοποιημένες μπαταρίες μπορούν να έχουν «δεύτερη ζωή» δημοσιεύτηκε στο NewsIT .