Proč současná recyklace ničí hodnotné články
Velkým problémem při demontáži a recyklaci bateriových systémů je zbytkové napětí, které v nich zůstává. Z bezpečnostních důvodů se baterie před dalším zpracováním často hluboce vybíjí – tedy tzv. deep-discharge. Tento radikální postup ale poškozuje chemii článků a činí je nepoužitelnými pro jiné účely, například pro stacionární úložiště energie. V praxi tak přicházíme o články, které by ještě mohly sloužit řadu let.
Chytré vybíjení namísto plošného ničení
Projekt RoB@t2Cell se snaží toto plýtvání zastavit. Místo jednotného hlubokého vybití cílí na požadavkově řízené vybíjení jednotlivých článků a modulů. Podle toho, zda má být baterie znovu použita, repasována nebo recyklována, se proces přizpůsobí:
- Recyklace: články určené na materiálové zpracování se hluboce vybijí pro maximální bezpečnost.
- Druhý život: funkční články se šetrně dovedou do předem definovaného stavu nabití, který je nepoškodí a umožní jejich repasování.
„Cílem je, aby cenné články zůstaly nepoškozené a mohly být připraveny k pozdějšímu využití,“ uvádí konsorcium v tiskové zprávě. Klíčem je časná automatizovaná rozhodovací logika, která určí další osud každé baterie ještě před samotným vybíjením.
Robotická buňka s umělou inteligencí
Jádrem systému je pokročilá robotická buňka splňující nejvyšší standardy v oblasti bezpečnosti, vysokého napětí a softwarových technologií. Tato buňka provádí demontáž až na úroveň terminálů článků a kombinuje několik technologií:
- Automatické kontaktování článků a modulů,
- Inteligentní charakterizaci stavu každého článku,
- Rozhodování v reálném čase o dalším využití,
- Požadavkově řízené vybíjení na míru konkrétní aplikaci.
Po vývojové fázi bude systém testován v průmyslové pilotní aplikaci přímo u lídra konsorcia, společnosti Umicore, která patří mezi největší světové hráče v oblasti recyklace kovů a pokročilých materiálů.
Kdo všechno stojí za projektem
Během čtyřletého výzkumu spolupracuje vedle Umicore a Fraunhofer IPA celá řada renomovaných institucí a firem. Mezi hlavní účastníky patří německá společnost acp systems specializující se na čistou výrobu a procesní automatizaci, dále Fraunhofer IWKS (výzkumné centrum pro recyklaci materiálů a strategie zdrojů) a Institut IFF Univerzity v Stuttgartu. Jako přidružení partneři se zapojily také Siemens a BorgWarner.
Projekt RoB@t2Cell navazuje na předchozí iniciativu DeMoBa, která vyvinula průmyslové procesy demontáže bateriových modulů a elektrických motorů.
Evropa si nemůže dovolit plýtvat bateriemi
Investice ve výši 5,09 milionu eur pochází od německého Spolkového ministerstva pro výzkum, technologii a vesmír (BMFTR) v rámci programu B@TS zaměřeného na bateriový výzkum. Není to náhoda: podle nového nařízení EU o bateriích, které vstoupilo v platnost v srpnu 2023, musejí výrobci garantovat udržitelnost a recyklovatelnost baterií po celý jejich životní cyklus. Poptávka po lithium-iontových bateriích se má do roku 2030 zvýšit 14krát, přičemž EU by měla tvořit zhruba 17 % celosvětové spotřeby.
V tomto kontextu není recyklace jen ekologickou povinností, ale i strategickou nutností. Každý článek, který lze zachovat pro druhý život ve stacionárních úložištích, odloží potřebu těžit nové suroviny a sníží tlak na dodavatelské řetězce kobaltu, lithia a niklu.
Závěr
Projekt RoB@t2Cell ukazuje, že budoucnost recyklace baterií neleží jen v lepších chemických postupech, ale především v chytré automatizaci. Robotická buňka, která rozhodne o osudu každého článku ještě před tím, než se dotkne brusky nebo tavicí pece, může ušetřit miliardy eur v hodnotě surovin a tisíce tun odpadu. Pokud se technologie osvědčí v průmyslovém testu u Umicore, může se brzy stát vzorem pro celoevropské závody na zpracování vyřazených baterií.
Co přesně znamená „druhý život“ baterie?
Druhý život označuje využití baterie z elektromobilu ve stacionárních úložištích energie nebo jiných aplikacích, kde nevadí mírně snížená kapacita. Díky tomu se prodlouží celková doba využitelnosti článků o řadu let.
Proč je hluboké vybití (deep-discharge) pro baterie nebezpečné?
Hluboké vybití pod minimální napětí poškozuje chemickou strukturu lithium-iontových článků, což vede k nevratnému poklesu kapacity, zvýšení vnitřního odporu a v extrémních případech i k riziku vznícení.
Kdy by se systém RoB@t2Cell mohl dostat do běžného provozu?
Projekt je nyní ve fázi vývoje a průmyslového pilotního testování u společnosti Umicore. Pokud vše půjde podle plánu, lze očekávat první komerční nasazení v horizontu několika let, přičemž přesný termín závisí na výsledcích testů a případné certifikaci.
