VIDEO Marea întrebare fără răspuns a bateriilor cu litiu: Ce se va întâmpla cu ele după utilizare? – ANALIZĂ BBC
În timp ce lumea caută să electrifice vehiculele și să stocheze energie regenerabilă, o provocare uriașă se profilează: ce se va întâmpla cu toate bateriile vechi cu litiu?, se întreabă BBC.
Pe măsură ce zgomotul liniștit al vehiculelor electrice înlocuiește treptat turațiile și fumurile nocive ale motoarelor cu ardere internă, o serie de schimbări sunt programate să se producă prin lumea noastră familiară.
Mirosul copleșitor al benzinăriilor se dispărea făcând loc stațiilor de încărcare inodore, unde mașinile își pot reîncărca bateriile după cum este necesar. Între timp, amplasamentele de generatoare alimentate cu gaz pot fi modernizate pentru a găzdui baterii masive care ar putea într-o zi să alimenteze orașe întregi cu energie regenerabilă.
Acest viitor electrificat este mult mai aproape decât ați putea crede. General Motors a anunțat la începutul acestui an că intenționează să înceteze să mai vândă vehicule pe benzină până în 2035.
Scopul Audi este să înceteze să le producă până în 2033, iar multe alte mari companii auto urmează exemplul. De fapt, potrivit BloombergNEF, două treimi din vânzările de vehicule de pasageri din lume vor fi electrice până în 2040. Iar sistemele la scară de rețea din întreaga lume cresc rapid datorită tehnologiei avansate de stocare a bateriilor.
Mai complexe, mai mari și mai periculoase decât bateriile tradiționale
Bateriile litiu-ion care se găsesc pe mașinile electrice au evoluat mult în ultimul deceniu, costurile au mai scăzut și autonomii de peste 200 km pot fi atinse de multe modele. Aceste baterii litiu-ion sunt scumpe însă, putând ajunge și la 40% din costurile de producție și pot în cazuri rare să ia foc, mai mulți producători făcând recall pentru a le înlocui. Cu cât densitatea energetică este mai mare la aceste baterii, cu atât crește și riscul de aprindere. Multe companii auto spun că viitorul aparține bateriilor de tip solid – state și de ani buni se fac cercetări.
Deși aceasta poate suna a cale ideală către energie durabilă și călătorii rutiere nepoluante, există o mare problemă. În prezent, bateriile cu litiu (Li) ion sunt cele utilizate în mod obișnuit în vehiculele electrice și megabateriile folosite pentru a stoca energie din surse regenerabile, iar bateriile Li sunt greu de reciclat.
Un motiv este că cele mai utilizate metode de reciclare a bateriilor mai tradiționale, cum ar fi bateriile cu plumb-acid, nu funcționează bine cu bateriile Li. Acestea din urmă sunt de obicei mai mari, mai grele, mult mai complexe și chiar periculoase dacă sunt demontate greșit.
În instalația obișnuită de reciclare a bateriilor, părțile bateriei sunt mărunțite într-o pulbere, iar apoi acea pulbere este fie topită (pirometalurgie), fie dizolvată în acid (hidrometalurgie). Dar bateriile Li sunt formate din o mulțime de părți diferite care ar putea exploda dacă nu sunt dezasamblate cu grijă. Și chiar și atunci când bateriile Li sunt dezasfectate în acest fel, produsele nu sunt ușor de reutilizat.
Costă mai mult să le reciclezi decât să faci altele noi
„Metoda actuală de a mărunți pur și simplu totul și încercarea de a purifica un amestec complex are ca rezultat procese costisitoare cu produse de valoare redusă”, spune Andrew Abbott, chimist fizic la Universitatea din Leicester.
Drept urmare, costă mai mult să le reciclezi decât să extragi mai mult litiu pentru a face altele noi. De asemenea, din moment ce metodele ieftine și la scară largă de reciclare a bateriilor Li sunt în urmă, doar aproximativ 5% dintre bateriile Li sunt reciclate la nivel global, ceea ce înseamnă că majoritatea pur și simplu se irosesc.
Dar, pe măsură ce cererea de vehicule electrice crește, așa cum se preconizează, impulsul de a recicla mai multe dintre ele va crește prin industria bateriilor și a autovehiculelor.
Probleme de mediu: extragerea litiului și consumul uriaș de apă
Deficiențele actuale în reciclarea bateriilor Li nu sunt singurul motiv pentru care sunt o problemă de mediu.
Exploatarea diferitelor metale necesare bateriilor Li necesită resurse vaste.
Este nevoie de 2.273.000 de litri de apă pentru a extrage o tonă de litiu. În salina Atacama din Chile, exploatarea litiului a fost legată de scăderea vegetației, temperaturi mai calde în timpul zilei și creșterea condițiilor de secetă în zonele rezervațiilor naționale.
Deci, chiar dacă vehiculele electrice pot ajuta la reducerea emisiilor de dioxid de carbon (CO2) pe durata de viață, bateria care le alimentează își începe viața încărcată cu o amprentă mare asupra mediului.
Minerit si probleme de mediu (sursă Youtube/ DW)
Nu mai putem trata bateriile ca de unică folosință
Dacă milioanele și milioanele de baterii Li care se vor epuiza după aproximativ 10 ani de utilizare sunt reciclate mai eficient, totuși, va ajuta la neutralizarea tuturor acestor cheltuieli de energie. Mai multe laboratoare au lucrat la rafinarea unor metode de reciclare mai eficiente, astfel încât, în cele din urmă, o modalitate standardizată și ecologică de reciclare a bateriilor Li va fi gata să răspundă cererii în creștere.
„Trebuie să găsim modalități de a-l face să intre în ceea ce numim un ciclu de viață circular, pentru că litiul și cobaltul și nichelul necesită multă energie electrică și mult efort pentru a fi extrase și rafinate și transformate în baterii. Nu mai putem trata bateriile ca de unică folosință”, spune Shirley Meng, profesor în tehnologii energetice la Universitatea din California, San Diego.
Cum se reciclează bateriile Li
O celulă de baterie Li are un catod metalic sau un electrod pozitiv care colectează electroni în timpul reacției electrochimice, format din litiu și un amestec de elemente care includ de obicei cobalt, nichel, mangan și fier.
Are, de asemenea, un anod, sau electrodul care eliberează electroni în circuitul extern, făcut din grafit, un separator și un electrolit de un fel, care este mediul care transportă electronii între catod și anod. Ionii de litiu care se deplasează de la anod la catod formează un curent electric. Metalele din catod sunt cele mai valoroase părți ale bateriei și acestea sunt acelea pe care chimiștii se concentrează pe conservarea și recondiționarea atunci când demontează o baterie Li.
Meng spune să ne gândim la o baterie Li ca la un raft cu multe straturi, iar ionii de litiu se deplasează rapid pe fiecare raft, revenind de fiecare dată la raftul de sus – un proces numit intercalare. După ani și ani, raftul de cărți începe în mod natural să se strice și să se prăbușească. Deci, atunci când chimiști precum Meng demontează o baterie Li, acesta este genul de degradare pe care îl văd în structură și materiale.
„Putem găsi de fapt mecanismele [și] fie folosind căldură, fie un fel de metodă de tratament chimic, putem pune raftul înapoi [împreună]”, spune Meng. „Așa că putem lăsa acele materiale reciclate și recondiționate să se întoarcă la linia de asamblare la fabricile [de baterii Li] pentru a fi transformate în baterii noi”.
Îmbunătățirea reciclării bateriilor Li și, în cele din urmă, a face piesele lor reutilizabile va aduce plus valoare în bateriile Li deja existente.
Acesta este motivul pentru care oamenii de știință pledează pentru procesul de reciclare directă descris de Meng – pentru că poate oferi celor mai prețioase părți ale bateriilor Li, cum ar fi catodul și anodul, o a doua viață. Acest lucru ar putea compensa în mod semnificativ energia, deșeurile și costurile asociate cu fabricarea acestora.
Dar dezasamblarea bateriilor Li se face în prezent în mod predominant manual în setările de laborator, care va trebui să se schimbe dacă reciclarea directă va concura cu metodele de reciclare mai tradiționale. „În viitor, va trebui să existe mai multă tehnologie în dezasamblare”, spune Abbott. „Dacă o baterie este asamblată folosind roboți, este logic să fie dezasamblată în același mod.”
Analiză integrală pe BBC
INTERVIURILE HotNews.ro