خطوط بازیافت باتری بصورت خودکار ، ایمن تر و سریعتر است.

16 اوت 2021توسط آزمایشگاه ملی اوک ریج اعتبار: CC0 دامنه عمومی

محققان در آزمایشگاه ملی اوک ریج ، وزارت نیرو ، سیستم جداسازی روباتیک را برای باتری خودروهای برقی توسعه داده اند تا با خیال راحت و بصورت کارآمد بازیافت و استفاده مجدد از مواد حیاتی را در عین کاهش ضایعات سمی انجام دهند.

با رشد پیش بینی شده در تولید خودرو های الکتریکی  در دو دهه آینده ، مسئله نحوه بازیافت تعداد زیادی باتری لیتیوم یونی که آنها را تغذیه می کند ، مطرح می شود. مهندسان ORNL برنامه هایی را برای نشان دادن این که روبات ها می توانند جداسازی را تسریع کرده و در عین حال افزایش کارایی را برای کارگران ایمن تر کنند ، ترتیب دادند.

تیم مک اینتایر ، محقق اصلی بخش برق رسانی و زیرساخت های انرژی ORNL گفت: تنها درصد کمی از باتری های لیتیوم یونی خودرو بازیافت می شوند و اکثر فرآیندهای مورد استفاده برای این کار خودکار نیستند.

این که آیا یک بازیافت کننده می خواهد برای دسترسی به باتری ها و تعویض قطعات فرسوده از محفظه بیرونی عبور کند یا برای بازیابی کبالت ، لیتیوم ، ورقه های فلزی و سایر مواد ، باتری ها را به طور کامل بازیافت کند ، اولین مرحله تشخیص باتری برای جابجایی و جداسازی ایمن و کارآمد است.

مک اینتایر می گوید: “در سیستم ما ، هنگامی که ربات بسته باتری را برداشته و روی خط تولید قرار می دهد ، آخرین باری است که انسان آن را لمس می کند تا زمانی که قطعه قطعه شود.”

محدود کردن تعاملات انسانی هم برای ایمنی و هم برای کارایی مهم است. روباتها بدون در نظر گرفتن هرگونه شارژ باقی مانده ، به سرعت پیچ و مهره ها را جدا می کنند ، در حالی که اپراتورهای انسانی باید قبل از خراب شدن دستی باتری های فرسوده را تخلیه کنند. جداسازی خودکار از قرار گرفتن انسان در معرض مواد شیمیایی سمی موجود در باتری ها و سطوح قدرت بالا که در برخی از خودروهای جدید به سطح 900 ولت نزدیک می شود ، می کاهد.

سیستم خودکار ، که به عنوان بخشی از فعالیتهای موسسه مواد مهم DOE یا CMI توسعه یافته است ، می تواند به راحتی در هر نوع دسته باتری پیکربندی شود. می توان آن را طوری برنامه ریزی کرد که فقط به ماژول های جداگانه باتری برای بازسازی یا استفاده مجدد به عنوان ذخیره انرژی ثابت دسترسی داشته باشد ، یا باتری ها را می توان برای جداسازی و بازیابی مواد به سطح سلول تقسیم کرد.

این کار بر اساس تخصصی است که در پروژه های ORNL قبلی برای CMI ایجاد شده بود و بر جداسازی روباتیک هارد دیسک ها برای بازیابی آهنرباهای خاکی کمیاب متمرکز بود. مهندسان همچنین ثابت کردند که می توان از این آهنرباها مستقیماً در موتورهای الکتریکی استفاده کرد.

تام لوگراسو ، مدیر CMI ، می گوید: “جداسازی خودکار اجزای حاوی مواد حیاتی نه تنها جداسازی دستی با کار زیاد را از بین می برد ، بلکه فرآیند کارآمدی را برای تفکیک اجزاء در جریانهای با ارزش بالاتر فراهم می کند ، جایی که مواد حیاتی در مواد اولیه جداگانه برای پردازش بازیافت متمرکز می شوند.” به “این ارزش افزوده بخش مهمی از ایجاد یک فرایند اقتصادی مقرون به صرفه است.”

گام بعدی می تواند ایجاد این فرایند در مقیاس تجاری باشد و تیم مک اینتایر نیز فرصت هایی را برای استفاده از سیستم جداسازی مشابه در قطارهای برقی برای بازیابی موادی مانند آهنرباهای خاکی کمیاب ، مس ، فولاد و قطعات الکترونیکی قدرت دست نخورده می بینند. هارتر گفت ، برای بازیابی اقتصادی بیشتر امکان پذیر ، باید با توان عملیاتی بالا انجام شود و انعطاف پذیری کافی برای پردازش چند محصول مصرفی در یک مرکز واحد را داشته باشد.

وی گفت: “اگر بازار خودروهای برقی همانطور که انتظار می رود در 10 تا 20 سال آینده شتاب بگیرد ، ما باید موضوع جریان زباله را برطرف کنیم و این خودروها و باتری های مصرفی را در زنجیره تامین مواد تولیدی مرکزی قرار دهیم.”