ADAPT: Recycling van EV-batterijen heeft innovatie nodig
Batterijen voor elektrische voertuigen zijn aanzienlijk groter dan batterijen in auto's op gas, vereisen uitgebreide mijnbouw naar materialen en het vinden van manieren om deze te recyclen verdient aandacht.
Tussen volledig batterij-elektrische en hybride plug-in variantenVolgens het International Energy Agency waren er in 2019 wereldwijd zo'n 7,2 miljoen elektrische voertuigen op de weg, tegenover een schamele 20000 in 2010, terwijl de VS ongeveer 1,5 miljoen voor hun rekening namen.
Elektrische voertuigen zijn voor een groot deel steeds populairder geworden vanwege hun aanzienlijk verminderde impact op het milieu; uit een rapport van de International Council of Clean Transportation blijkt dat elektrische voertuigen in Europa gedurende de eerste 100 gemiddeld 50 procent minder broeikasgassen gedurende de levenscyclus produceren,000 vergeleken met voertuigen met een verbrandingsmotor.
EV's zijn echter niet vanaf het begin helemaal groen. De batterijen die elektrische voertuigen aandrijven zijn aanzienlijk groter dan die in ICE-aangedreven auto's en vereisen uitgebreide mijnbouw naar materialen zoals kobalt en lithium, wat een grote hoeveelheid vervuiling veroorzaakt.
Het zal ook alleen maar moeilijker worden om aan batterijmaterialen te komen: volgens de IEA-projecten zullen er tegen 2030 wereldwijd ruim 145 miljoen elektrische voertuigen op de wegen zijn, wat betekent dat de vraag naar batterijen de komende jaren alleen maar exponentieel zal groeien.
En de uitdaging waarmee batterijproducenten worden geconfronteerd houdt niet op zodra een batterij in een voertuig wordt geplaatst.
Uitgebreide batterijrecycling zal veel gangbaarder moeten worden dan nu al het geval is, wil de adoptie van elektrische voertuigen minder een rage worden en meer een levensvatbare oplossing voor de lange termijn voor de industrie.
Complexe recycling
Volgens een rapport van Reuters hebben onderzoekers in Groot-Brittannië en de Verenigde Staten verschillende manieren gevonden om EV-batterijen te recyclen ‘die de kosten en CO2-uitstoot drastisch kunnen verlagen’ en tegelijkertijd de mondiale voorraden kunnen vergroten ‘voor een verwachte stijging van de vraag’.
Met materialen als kobalt en nikkel, die duur zijn om te winnen, zou het kunnen terugwinnen van die materialen uit een batterij veel tijd, geld en de uitstoot van broeikasgassen besparen.
"We kunnen complexe producten zoals batterijen niet recyclen zoals we andere metalen recyclen. Het versnipperen, het vermengen van de componenten van een batterij en pyrometallurgie vernietigen de waarde", zegt Gavin Harper, een onderzoekscollega bij het door de overheid gesteunde Faraday Institution in Groot-Brittannië.
Pyrometallurgie is de praktijk waarbij metalen uit een stof worden gehaald met behulp van hoogovens. Tussen deze en andere huidige methoden, waaronder het “versnipperen van de batterijen in zeer kleine stukjes” en het verwerken van die spaanders tot het noodzakelijke materiaal, kunnen de huidige recyclingpraktijken niet voldoende materialen uit de huidige EV-batterijen terugwinnen.
Volgens Reuters hebben onderzoekers van verschillende Britse universiteiten die via het Faraday Institution, het door de Britse staat gesponsorde onderzoekslaboratorium, werken “een manier gevonden om ultrasone golven te gebruiken om de kathode en anode te recyclen” in een EV-batterij zonder dat deze hoeft te worden versnipperd.
De technologie wint kobalt, nikkel en mangaan terug uit het kathodepoeder van een batterij, en grafiet uit het anodepoeder. Een van de onderzoekers die aan het project werkt, zegt dat het scheidingsproces via ultrasone golven maar liefst 60 procent aan materialen kan besparen in vergelijking met de kosten van 'nieuw materiaal'.
Onderzoekers zeggen ook dat de methode in dezelfde periode tot "100 keer" meer batterijmateriaal kan verwerken dan meer conventionele recyclingmethoden.
Aan de andere kant ontwikkelen de VS ook technologieën via een door het Department of Energy gesponsord programma dat bekend staat als ReCell en dat zich richt op op thermische en oplosmiddelen gebaseerde recyclingmethoden die volgens het Reuters-rapport 'veelbelovend' zijn.
Jeff Spangenberger, hoofd van ReCell, zegt dat de VS momenteel niet veel van het kathodepoeder in eigen land produceren, dus het vinden van efficiëntere manieren om batterijen in het land te recyclen zou Amerikaanse fabrikanten zelfvoorzienend kunnen maken op de EV-markt.
Haalbaar winstgevend
Zoals het er nu voor staat, is de huidige infrastructuur voor de ontwikkeling van EV-batterijen niet voldoende om op duurzame wijze aan de dreigende vraag te kunnen voldoen.
Als OEM's willen dat EV's de industriestandaard worden, zullen de huidige methoden voor het recyclen van batterijen alleen niet voldoende zijn.
"Om het recyclen van lithium-ionbatterijen winstgevend te maken, zonder verwijderingsbijdragen aan de consument, en om de groei in de recyclingindustrie aan te moedigen", zegt Spangenberger in het artikel, "moeten nieuwe methoden worden ontwikkeld die hogere winstmarges voor recyclers genereren."
