Lithium-Ionen-Batterien, die in Mobiltelefonen, Elektrofahrzeugen und Laptops zu finden sind, stellen eine zukünftige Giftmüllkatastrophe dar, da sie zur Neige gehen, aber ein Startup behauptet, die Lösung zu haben.
Ascend Elements mit Sitz in Westborough, Massachusetts, hat einen Prozess entwickelt, der gebrauchte Batterien zerkleinert und sie in Kathodenmaterialien umwandelt, die bereit sind, in zukünftige funktionierende Batterien umgewandelt und in Elektrofahrzeuge eingebaut zu werden.
Der Prozess erzeugt ein Pulver, das als „schwarze Masse“ bezeichnet wird, das dann gefiltert wird, um Verunreinigungen zu entfernen, und alle einzelnen Metallelemente extrahiert werden, wodurch die Notwendigkeit eines weiteren Abbaus reduziert wird.
Diese Upcycling-Batterien können speziell für einen bestimmten Hersteller angefertigt werden, halten länger als herkömmliche EV-Batterien und können häufiger aufgeladen werden, so das Unternehmen.
Das Unternehmen, das Jaguar Land Rover zu einem der Hauptinvestoren zählt, hat bereits einen Deal abgeschlossen, um Honda die Kathodenmaterialien zur Verwendung in seinen Elektrofahrzeugen zur Verfügung zu stellen, und plant die Eröffnung einer großen Batterierecyclinganlage in Georgia.
Lithium-Ionen-Batterien, die in Mobiltelefonen, Elektrofahrzeugen und Laptops zu finden sind, stellen eine zukünftige Giftmüllkatastrophe dar, da sie zur Neige gehen, aber ein Startup behauptet, die Lösung zu haben
Das von Ascend Elements entwickelte Verfahren trennt Metalle aus den recycelten Batterien in ihre Einzelteile, sodass sie wiederverwendet oder weiterverkauft werden können
Es gibt schätzungsweise 10 Millionen Elektrofahrzeuge auf den Straßen der Welt, davon allein 1,8 Millionen in den USA, und es wird erwartet, dass diese Zahl weiter steigen wird.
Die Internationale Energieagentur schätzt, dass bis Ende dieses Jahrzehnts weltweit mehr als 230 Millionen Elektrofahrzeuge auf den Straßen unterwegs sein werden.
Diese zunehmende Nutzung von Elektrofahrzeugen stellt jedoch ein Problem dar: Was tun mit den Batterien, wenn sie nach etwa 10 Jahren das Ende ihrer Lebensdauer erreichen?
Sie enthalten gefährliches Material und könnten, wenn sie nicht ordnungsgemäß zerlegt werden, bevor sie auf Deponien entsorgt werden, explodieren und giftige Abfälle ins Grundwasser pumpen.
Ascend Elements mit Sitz in Westborough, Massachusetts, hat einen Prozess entwickelt, der gebrauchte Batterien zerkleinert und sie in Kathodenhüllen verwandelt, die bereit sind, in zukünftige funktionierende Batterien umgewandelt und in Elektrofahrzeuge eingebaut zu werden
Ascend Elements hat einen Prozess entwickelt, der gebrauchte Batterien zerkleinert und sie in Kathodenmaterialien umwandelt, die bereit sind, in zukünftige funktionierende Batterien umgewandelt und in Elektrofahrzeuge eingebaut zu werden
Der Abbau der verschiedenen Metalle, die für den Betrieb der Batterien erforderlich sind, ist ebenfalls schmutzig und gefährlich, da einige Bergleute unter gefährlichen Bedingungen arbeiten.
Aus diesem Grund suchen eine Reihe von Unternehmen nach saubereren Alternativen, mit denen die Lebensdauer dieser Batterien über das anfängliche Jahrzehnt hinaus auf 15 Jahre verlängert werden kann.
Ascend Elements veröffentlichte einen Artikel in der Zeitschrift Joule, in dem sie ihren neuen Prozess erklärten, der angeblich zu viel effizienteren Batterien für Elektrofahrzeuge führt.
„Durch unser patentiertes Hydro-to-Cathode-Verfahren können unsere Produkte Materialien übertreffen, die durch primären Bergbau und Raffination hergestellt werden“, schrieb das Unternehmen.
“In einer kürzlich durchgeführten Studie zeigte unsere Upcycling-Kathodenzelle eine über 50 % längere Lebensdauer als die herkömmliche Kathodenzelle, und ihre Leistungsfähigkeit wurde um 88 % gesteigert.”
Lithium ist „energiedicht“, was es für die Batterietechnologie besonders nützlich macht, aber das Lithium ist nicht das wichtigste Element in einer Lithium-Ionen-Batterie.
Jeffrey Spangenberger, Direktor des ReCell Centers des Argonne National Laboratory, sagte gegenüber WBUR, dass Graphit, Nickel, Mangan und Kobalt ebenfalls wichtig seien.
Die in Elektrofahrzeugen verwendeten Metalle werden an Orten wie Australien und Südamerika abgebaut, wo es riesige Lithiumvorkommen gibt – aber der Gewinnungsprozess ist wasserintensiv und umweltschädlich.
Sie werden in China verarbeitet, nachdem sie abgebaut wurden, und von dort an EV-Fabriken auf der ganzen Welt geliefert, was ein wachsendes Problem für die Lieferkette darstellt.
Ohne das Recycling von Batterien werden Elektrofahrzeuge ökologisch schwieriger zu rechtfertigen oder wirtschaftlich auf den Markt zu kommen, sagte Spangenberger.
Yang Wang, Mitbegründer von Ascent Elements, begann vor zehn Jahren in seinem Labor am Worcester Polytechnic Institute nach Möglichkeiten zum Recycling von Batterien zu suchen.
Ihr Prozess, der jetzt auf kommerziellen Maßstab hochgefahren wurde, besteht darin, Tausende von Pfund Lithium-Ionen-Batterien zu nehmen und sie zu schreddern. Sie müssen nicht sortiert werden und können aus Autos, Telefonen, Elektrowerkzeugen und Laptops stammen.
Das zerkleinerte Material wird durch mehrere Siebe geleitet, wodurch ein sehr feines Pulver entsteht, das als „schwarze Masse“ bekannt ist und dann weiter in die einzelnen Metalle getrennt wird.
Der Prozess erzeugt ein Pulver namens „schwarze Masse“, das gefiltert wird, um Verunreinigungen zu entfernen, und alle einzelnen Metallelemente extrahiert, wodurch die Notwendigkeit eines weiteren Abbaus reduziert wird
Sie tun dies mit einem Prozess namens Hydro-to-Cathode, bei dem Verunreinigungen aus dem Pulver extrahiert und die Metalle Atom für Atom gereinigt werden
Der Prozess erzeugt ein Pulver namens „schwarze Masse“, das gefiltert wird, um Verunreinigungen zu entfernen, und alle einzelnen Metallelemente extrahiert, wodurch die Notwendigkeit eines weiteren Abbaus reduziert wird
Sie tun dies mit einem Prozess namens Hydro-to-Cathode, bei dem Verunreinigungen aus dem Pulver extrahiert und die Metalle Atom für Atom gereinigt werden.
„Das ist Alchemie“, sagte Roger Lin, Vizepräsident von Ascend, da es ihnen gelingt, fast 100 Prozent der Metalle zurückzugewinnen und keinen giftigen Abfall zu produzieren.
Sie verkaufen dann entweder die einzelnen Metalle oder recyceln sie, um eine Kathode herzustellen, die im Produktionsprozess von Elektrobatterien verwendet werden kann.
Sobald sie mit diesem Verfahren eine Upcycling-Batterie hergestellt hatten, würde sie zwei- oder dreimal schneller aufgeladen als eine normale Batterie.
Das Unternehmen hat bereits einen Vertrag über die Lieferung der Kathodenmaterialien an Honda zur Verwendung in seinen Elektrofahrzeugen abgeschlossen und plant die Eröffnung einer großen Batterierecyclinganlage in Georgia
Das Unternehmen hat bereits einen Vertrag über die Lieferung der Kathodenmaterialien an Honda zur Verwendung in seinen Elektrofahrzeugen abgeschlossen und plant die Eröffnung einer großen Batterierecyclinganlage in Georgia
Es hielt auch länger und konnte „viel öfter“ aufgeladen werden als die ursprünglichen, was möglicherweise ihre Lebensdauer über ein Jahrzehnt hinaus verlängerte.
Dieser Prozess führt auch zu 93 Prozent geringeren Kohlenstoffemissionen, zu etwa der Hälfte der Kosten für neu abgebaute Metalle. Vor allem, weil es nicht aus China verschickt werden muss, was auch die Lieferkette entlastet.
Bislang hat Ascend 90 Millionen US-Dollar an Investitionskapital aufgebracht und plant den Bau der größten Batterierecyclinganlage in Nordamerika – die Eröffnung in Georgia, da viele EV-Montagewerke für den Süden der USA geplant sind.