Подлежат ли на рециклиране батериите на електромобилите? – AUTOZONA.bg
Connect with us

Технологии

Подлежат ли на рециклиране батериите на електромобилите?

Публикувано преди

на

Тъй като продажбите на електрически превозни средства (EV) продължават да се увеличават, въпросите за това как тези автомобили и техните батерии ще бъдат изхвърлени са най-важните за настоящите собственици, бъдещите купувачи, политиците и много експерти в автомобилната индустрия.

Електромобилите са по-нова технология и техните батерии изискват различна обработка в края на живота им в сравнение с бензиновите превозни средства. За щастие изследванията и разработките за рециклиране на литиево-йонни батерии се провеждат от години и в Северна Америка съществува съществуваща и нарастваща система за повторно използване и рециклиране на тези компоненти. Картата по-долу е от скорошно проучване, което изследва мрежата от компании, които вече рециклират и преназначават батерии – това включва компании за рециклиране като Redwood Materials, Li-Cycle и Ascend Elements. Индустрията бързо увеличава капацитета си за бъдещо рециклиране с планирани съоръжения в Невада, Ню Йорк и Джорджия, за да назовем само няколко.

Текуща мрежа за събиране, повторно използване и рециклиране на литиево-йонни батерии в Северна Америка.
Slattery и др. (2021 г.).

След първия живот на батерията в автомобил и преди да бъде рециклирана, тя може да бъде използвана повторно, обновена и преназначена.

Ако батерията не се повреди по време на използването й в EV, като например при автомобилна катастрофа, тези батерии имат допълнителен използваем капацитет – приблизително 80% от първоначалния номинален капацитет. Това означава, че ако батерията е била произведена да съхранява 100 kWh, сега тя може да съхранява до 80 kWh. За да се използва оставащият капацитет, батериите могат да бъдат разбити, за да се спасят по-малки компоненти за повторна употреба и обновяване, или могат да бъдат преназначени и използвани в по-малко взискателно приложение, като например стационарно съхранение.

За стационарно съхранение, компании като RePurpose Energy и B2U Storage Solutions пренасочват тези батерии, за да се използват за поддръжка на производство на възобновяема енергия. Те свързват няколко EV батерии заедно, заедно с технологията за наблюдение и охлаждане на батерията, за да създадат по-голяма батерия, която е приблизително с размера на транспортен контейнер. Батерията съхранява слънчево електричество, генерирано през деня, и доставя електричество в моменти с голямо търсене вечер. Тъй като мрежата става по-чиста, добавеното съхранение в мрежата става все по-необходимо за поддържане на променливостта на генериране на възобновяеми източници. Тези използвани батерии са чудесен начин както за удължаване на живота на продукт, който вече е произведен, така и за подпомагане на прехода към възобновяема енергия. След тази употреба за втори живот батериите са готови за рециклиране.

Какво е ценното в батерията на автомобила?
Литиево-йонните батерии съдържат много ценни материали, които си струва да бъдат възстановени и спасени от депото.

Преди рециклиране батерията се разглобява и нарязва с помощта на големи машини, като батерията се разбива на малки парчета. След като раздробяването приключи, материалите се пресяват и разделят според размера. Това ги разделя на три различни категории: пластмаси, железни материали и цветни материали (наричани още черна маса). Черната маса се състои от критичните материали, кобалт, литий, никел и манган, които могат да бъдат възстановени поотделно чрез хидрометалургичен процес.

Хидрометалургичното рециклиране започва с излугване, за да се създаде разтворител, който съдържа критичните материали. След това отделните материали се възстановяват чрез екстракция с разтворител, утаяване и пречистване. Хидрометалургията е добре позната в металообработващата промишленост, тъй като подобен процес се използва и за извличане на материали от рудата, след като е добита. Много компании за рециклиране на литиево-йонни базирани в САЩ използват вариация на този процес и отчитат степен на възстановяване на материала от 95%–98%.

Можем ли да използваме рециклирани материали за производството на нови батерии?
Да. След като материалите бъдат възстановени, те могат да бъдат обработени и използвани в производството на нови литиево-йонни батерии. Това е за предпочитане източник пред използването на чиста руда, тъй като намалява количеството добив, необходим за производството на електромобили.

Скорошни изследвания показват, че до 2050 г. рециклираните материали могат да доставят 45–52% от кобалта, 22–27% от лития и 40–46% от никела, използвани в лекия и тежкотоварния автомобилен парк на Съединените щати. В Съединените щати се полагат усилия за увеличаване на продажбите на електромобили – места като Калифорния очакват 100% от всички продажби на автомобили да бъдат електрически до 2035 г. – така че възможността за рециклиране на батерии и повторно използване на метала в тях е критична стъпка в трансформацията към по-чиста транспортна система.

Рециклирането е от ключово значение за превръщането на електромобилите в по-екологични
EV батериите в момента представляват около половината от литиево-йонните батерии (по маса), които се рециклират, което включва също потребителска електроника и отпадъци от производството на батерии. С 3,8 милиона електромобила по пътищата днес в Северна Америка и нарастване на продажбите от година на година, броят на електромобилите, които се пенсионират през следващите години, ще продължи да нараства, тъй като в крайна сметка те ще бъдат изчерпани или остареят.

Това увеличение ще доведе до това, че батериите за превозни средства ще съставляват много по-висок процент от рециклирания поток; пенсионирането се очаква да бъде 6 до 7 пъти по-високо през 2025 г., отколкото през 2020 г., и 20 до 40 пъти по-високо през 2030 г. Компаниите, рециклиращи тези батерии, се подготвят да посрещнат тази предстояща вълна, като разширят своя капацитет.

Тези компании за рециклиране осигуряват поток от батерии, като си партнират с производителите на автомобили. Например големи автомобилни производители си партнират с Redwood Materials, компания за рециклиране, базирана в Невада. Redwood не само рециклира, но скоро ще затвори веригата на материалите, като произвежда компоненти на батерии с възстановени материали.

Redwood Materials също е внедрила програма за рециклиране, за да научи повече за местоположението на излезли от употреба и несъбрани батерии и как да намали разходите за транспортиране на тези батерии до съоръжението за рециклиране. Транспортът от мястото на тяхното пенсиониране до завода за рециклиране е скъп, представляващ около 50-60% от разходите за рециклиране. Тези разходи се дължат на специалните опаковки и изисквания, необходими за транспортиране на старите батерии, както и на големия им размер и тегло. Но транспортните разходи могат потенциално да бъдат намалени, ако се разработи по-ефективна система за събиране.

Изследователите са моделирали потенциални обратни логистични мрежи и сега Redwood Materials завършва собствените си изследвания чрез подход на обучение чрез правене. Тяхната нова програма за рециклиране се състои в събиране и рециклиране на всяка излязла от употреба литиево-йонна батерия в Калифорния безплатно. Те също работят с дилъри и разглобяващи, за да съберат възможно най-много батерии.

Калифорния обмисля изисквания за рециклиране на батерии
Както можете да видите, в индустрията се случват много неща. И докато в момента няма изискване за рециклиране в Съединените щати, Калифорния прие законопроект, който показва, че рециклирането може да бъде приоритет за щата.

Законопроект 2832, приет през 2018 г., създава Калифорнийската консултативна група за рециклиране на батерии. Тази група се състои от производители на автомобили и батерии, представители на правителствени агенции и групи с обществен интерес. Наскоро те препоръчаха политики на законодателната власт, които биха могли да увеличат рециклирането на батерии за електромобили. Тези препоръки включваха създаването на изискване на щата Калифорния батериите да се рециклират, като производителят на автомобили носи отговорност да гарантира, че това се случва. Това не е различно от начина, по който изхвърлянето на матраци, боя и килими в момента е регулирано в Калифорния.

В допълнение към работата в Калифорния, федералното правителство също обръща внимание. В законопроекта за двупартийната инфраструктура бяха отпуснати средства за научни изследвания и разработки за рециклиране на батерии. Това е в допълнение към финансирането на ReCell Center, лаборатория, създадена от Министерството на енергетиката, която е фокусирана върху намаляване на разходите и увеличаване на добивите от рециклиране.

Краят на живота на батериите е много важен, за да се гарантира, че батериите се изхвърлят безопасно и че материалите се възстановяват и използват отново в производството на батерии. Въпреки че се случва много, за да се тласне напред навлизането на електромобилите и да се заменят бензиновите автомобили завинаги, много хора едновременно работят, за да се уверят, че батериите за електромобили се използват повторно, преназначават и рециклират.

Продължи с четенето

Технологии

Honda революционизира автомобилното развитие с помощта на IBM

Published

on

By

Поради сложността на днешните превозни средства, много проблеми с дизайна, които възникват в началото на процеса на разработка, не стават очевидни до последните етапи. Това води до много скъпи преработки в крайната фаза на автомобилния дизайн. Honda работи с консултанти от IBM, за да създаде AI chatbot, за да даде на дизайнерите по-добра представа за минали проблеми. Използвайки софтуера IBM Watson Discovery и IBM Watson Assistant за улавяне и анализиране на огромните количества текстова, неструктурирана проектна документация, Honda използва силата на AI, за да помогне за намаляване на преработките.

„Системата с изкуствен интелект ще израсне като експертен инженер“, обяснява Йоичиро Комацу, помощник главен инженер, Honda R&D Co., Ltd.

Източник: IBM

Продължи с четенето

Технологии

Инженери от Университета на Нов Южен Уелс преобразуваха дизелов двигател във водородно-дизелов хибрид

Published

on

By

Инженери от Университета на Нов Южен Уелс ( UNSW ) постигнаха важен крайъгълен камък в технологията за устойчива енергия. Те успешно преобразуваха традиционен дизелов двигател да работи като водородно-дизелов хибрид, намалявайки емисиите на въглероден диоксид (CO2) с над 85%. Това иновативно решение, двойната горивна система с директно впръскване на водород и дизел, обещава да революционизира индустриите, силно зависими от дизеловите двигатели, като предлага осъществим и незабавен път към значително намаляване на емисиите.

Екипът прекарва приблизително 18 месеца в разработване на система, която позволява на съществуващите дизелови двигатели да работят с 90% водород. Тази пионерска технология, подробно описана в International Journal of Hydrogen Energy , демонстрира значително намаляване на емисиите на CO2 до само 90 g/kWh – 85,9% по-ниско от традиционните дизелови двигатели.

„Тази нова технология значително намалява емисиите на CO2 от съществуващите дизелови двигатели, така че може да изиграе голяма роля за намаляването на нашия въглероден отпечатък, особено в Австралия с всичките ни минни дейности, селско стопанство и други тежки индустрии, където дизеловите двигатели се използват широко,“ каза професор Кук. „Преоборудването на съществуващи двигатели е много по-бързо, отколкото да чакате новите системи с горивни клетки да станат достъпни в търговската мрежа.“

Двугоривна система с директно впръскване водород-дизел

Как работи: Обяснена е двугоривната система

Системата, разработена от UNSW, запазва оригиналния дизелов инжекционен механизъм, но включва впръскване на водородно гориво директно в цилиндъра на двигателя. Този хибриден подход не само намалява емисиите на CO2, но също така се занимава с проблема с емисиите на азотен оксид (NOx), основно предизвикателство при комерсиализацията на водородни двигатели.

„Ако просто поставите водород в двигателя и го оставите да се смеси, ще получите много емисии на NOx, което е важна причина за замърсяването на въздуха и киселинните дъждове“, обясни професор Кук. „Но нашата система, която стратегически инжектира водород в определени моменти, намалява емисиите на NOx под тези на чисто дизеловите двигатели.“

„Но ние показахме в нашата система, че ако я направите стратифицирана – тоест в някои области има повече водород, а в други по-малко – тогава можем да намалим емисиите на NOx под тези на чисто дизелов двигател.“

Водородно-дизеловата двугоривна система с директно впръскване може да се похвали с подобрение на ефективността от над 26% в сравнение с конвенционалните дизелови двигатели. Това се постига чрез независим контрол както на моментите на впръскване на водорода, така и на дизела, което позволява прецизно управление на режимите на горене.

Най-важното е, че тази система не изисква използването на водород с висока чистота, чието производство е по-скъпо. Това прави технологията по-достъпна и рентабилна за широко разпространение.

Процесът на развитие не беше без предизвикателства. Според професор Кук, „Като машинни инженери открихме, че предизвикателството е в науката, по-специално в разбирането на изгарянето на водород. Имаше ограничени съществуващи изследвания върху разпределението на сместа и изгарянето на водород по начина, по който планирахме да го използваме, така че трябваше сами да проведем фундаментални изследвания. Упоритостта на екипа се отплати, което доведе до система, която не само намалява емисиите, но и подобрява работата на двигателя.

Непосредственият потенциал за тази технология е огромен, особено в промишлени условия, където линиите за доставка на водород вече са налице, като минни обекти. Проучванията показват, че около 30% от емисиите на парникови газове в тези обекти произтичат от дизелови двигатели, използвани в превозни средства и генератори на електроенергия. Австралийският пазар за дизелови електрогенератори в момента се оценява на около 765 милиона долара, което подчертава значителното въздействие, което тази технология може да има.

„В минните обекти, където се подава водород, можем да преобразуваме съществуващите дизелови двигатели, които се използват за генериране на енергия“, казва проф. Кук. „По отношение на приложения, при които водородното гориво ще трябва да се съхранява и движи, например в двигател  на камион , който в момента работи само с дизел, тогава ще трябва да внедрим система за съхранение на водород, която да бъде интегрирана в нашата система за впръскване.

„Мисля, че общата технология по отношение на мобилното съхранение на водород трябва да бъде доразвита, защото в момента това е доста предизвикателство.“

Изследователският екип на UNSW има за цел да комерсиализира своята система в рамките на следващите 12 до 24 месеца и активно търси инвеститори и индустриални партньори, за да ускори този процес. Екипът предвижда първоначалното приемане на тази технология в минния сектор, селското стопанство и строителството на Австралия, преди да се разшири в световен мащаб. 

„Нашата визия е първо да повлияем на австралийската минна, селскостопанска и строителна индустрия и след това да се преместим в останалия свят, за да окажем по-голямо въздействие“, казва проф. Кук.

Тим Бъкли, директор на Climate Energy Finance, описа потенциалното въздействие на пробива на UNSW: „Идеята за смесване на водород и дизел заедно в съществуващ двигател е нещо като Светия Граал за декарбонизиране на тежката промишленост и минното дело. Ако UNSW може да комерсиализира тази технология, това представлява огромна възможност за намаляване на емисиите.

Двугоривна система с директно впръскване водород-дизел

 

myelectricsparks.com

Продължи с четенето

Новини

ВИДЕО: Бензиностанция в Китай използва роботи, които зареждат автомобилите

Published

on

By

Бензиностанция в китайския град Чанша използва автоматични роботи за 24-часово обслужване. За да заредите колата си трябва да си инсталирате специално приложение, да паркирате колата пред колонката и да въведете вида гориво и сумата, за която ще заредите и роботите ще свършат всичко останало. Те са снабдени с четци и скенери, с които успяват да локализират местоположението на капачката за гориво, нейното отваряне със специална „ръка“ с вакуум и с другата „ръка“ наливат съответното гориво, след което затварят капачката на резервоара.

До решението за използването на роботи се е стигнало след като бензиностанциите в Китай все по-трудно намират персонал, особено тези, които са по-натоварени и работят по 24 часа в денонощието. В момента ръководтството на бензиностанцията няма проблеми като неявяване на работа на служител, закъснения или искане на увеличения на заплатите. Единствените минуси на автоматизираните роботи са това, че те все още не могат да измиват предните стъкла на автомобилите и да им припомпват гумите

 

Продължи с четенето
Реклама

ПОПУЛЯРНО