Технология переработка батареек: Переработка батареек. Купить оборудование для переработки отходов в России, Москве.

как из опасных отходов получить повышенный урожай?

«Севшие» батарейки из вашего фонарика или телевизионного пульта совершенно бесполезны. В среднем обычные батарейки типа АА хватает на сотню часов работы, а потом она «садится».

Каждый год выбрасываются миллиарды батареек, но ученые разработали способ заставить мёртвые батарейки создавать новую жизнь.
В Онтарио (Канада) используют уникальный механический метод для переработки 92% использованных батареек.
Они превращаются в высокоэффективное удобрение.
Собранные старые батарейки будут разобраны, обработаны и превратятся в початки кукурузы.
Специалисты сортируют, размалывают и просеивают тысячи тонн батареек в год.
Обычная щелочная батарейка — это металлическая трубка, покрытой пластмассой и бумагой. Внутри находится цинковый анод и марганцевый катод. Именно за этими металлами и «охотится» компания.
Марганец и цинк, являющиеся источником энергии батарейки, могут стимулировать рост кукурузы.

Первый этап переработки — сортировка.

На грузовую эстакаду выгружют большие бочки, в которых лежат собранные старые батарейки.

Рабочие выгружают бочки на погрузчик для перевозки на сортировочную станцию.

80% всех батареек, поступающих на завод, являются щелочными. Сортировщики высматривают батарейки других типов, таких, как никель-кадмиевые и свинцово-кислые.
Нещелочные батарейки откладываются в отдельные контейнеры: их отправят на переработку в другое место.

Второй этап переработки — измельчение.

Следующий этап — извлечение цинка и марганца из металлических корпусов щелочных батареек.
Погрузчик подвозит батарейки к ступенчатому транспортеру, который переместит их в молотковую дробилку.
Молотки дробилки вращаются на оси, разбивая и разбирая бумагу, пластмассу и металлический корпус.
Батарейки размалываются на кусочки размером 1см.

Похожая на гравий смесь бумаги, пластмассы, стали и минералов попадает на транспортер.

Третий этап переработки — просеивание.

Лом батареек попадает на вибрационное сито, где магниты вытягивают частицы стали, затем мощный вихревой электрический ток выталкивает другие металлы, такие как медь и бронза, сбрасывая их с транспортера.
Остающиеся обломки марганца и порошковый оксид цинка просеивается через сито. Все остальные частицы батарейки удалины, остались только чистые вещества и они стали на шаг ближе к кукурузному полю.

В штате Индиана (США) имеется завод по выпуску удобрений. Он выпускает 400000 тонн удобрений в год, используя в производстве и продукты переработки оксида цинка и марганца.
Отходы от батареек превращаются в гранулы сульфатных микроудобрений.

Первый этап создания удобрений — смешивание компонентов.

Рабочие засыпают черные гранулы в вертикальный смеситель, затем загрузчик добавляет несколько ковшей карбоната калия, содержащего калий — вещества, необходимого для роста кукурузы и

добавляет его в бункер-смеситель. Вертикальный винтовой смеситель поднимает смесь, в то время как сила тяжести сваливает ее вниз, перемешивая карбонат калия с микроэлементами.

Распределение удобрений по полю

транспортер загружает смесь в разбрасыватель, установленный на специальном грузовике. Бортовой компьютер этой умной машины показывает анализ почвы, а система сама управляет разбрасывателем.
Грузовик распределяет удобрения именно в том количестве, которые требуется конкретным участкам поля.
Удобрение повышают урожайность посадок, содействует фотосинтезу
и укрепляют корневую систему.
Кукурузе может не хватать марганца и особенно цинка, добавка этих веществ минералов повышает эффективность удобрения.
Всего 2% внесенного удобрения резко повысит урожайность культур.

Третий этап — Выращивание кукурузы

Через несколько месяцев фермеры пожинают плоды: обработанные микроудобрениями кукурузные поля дают существенный прирост урожайности.

С тех пор, как батарейки «сели», прошло много времени, они не оказались на свалке но все еще лежат в земле, теперь помогая вырастить небывалый урожай кукурузы.
Можно сказать, что эти батарейки по-прежнему служат источником питания.

.

Даже будучи «выжатой», батарейка может принести пользу, а не вред.
Разработка и применение новых технологий спасёт страну от загрязнения.
Задумайтесь о своём будущем!

Как производится утилизация батареек и аккумуляторов?

Человека издавна окружали устройства разной сложности. И современные приспособления так или иначе работают от электричества хотя бы частично. Существует масса приборов, которые берут электроэнергию из батареек и аккумуляторов, чей срок службы постепенно истекает. Большинство людей отслужившие старые батарейки просто выкидывает в мусорное ведро, а аккумуляторы несет на свалку. Что в корне неправильно.

Чем опасны использованные батарейки и аккумуляторы?

Принцип работы всех этих устройств основан на активном воздействии химических элементов.

И появление в них электрического заряда связано с реакциями, происходящими внутри. И многие из этих реагентов опасны при неправильном обращении.

Батарейки и аккумуляторы делятся на:

• Содержащие марганец и цинк. Наиболее распространенные батарейки.
• Работающие благодаря соединениям вида никель-металл-гидрид. Самая распространенная альтернатива марганцево-цинковым.
• Литий-ионные (Li-ion) и литий-тионилхлоридные (Li-SOCl2). Это в большинстве своем аккумуляторы. Этот типаж давно вызывает беспокойство экологов, так как литий активен и небезопасен для окружающей среды, хлор вообще ядовит, а аккумуляторы обычно содержат большую массу реагента.
• Серебряно-никелевые (их следует перерабатывать по экономическим причинам).
• Но самый опасный вид — никелево-кадмиевый. Кадмий очень сильно загрязняет землю, и наносит ощутимый вред экосистеме, отравляя почвы на продолжительный срок.

Содержащиеся в любом энергоносителе вещества очень опасны для природы и людей, именно поэтому их ни в коем случае нельзя выбрать с бытовыми отходами (на полигоне ТБО вся эта химия попадет в землю), а относить в специальные пункты утилизации, ближайшие из которых вы легко найдете в интернет с помощью запроса «пункты приема батареек» или «пункты приема аккумуляторов».

Как происходит утилизация отработанных батареек и аккумуляторов?

Из пунктов приема энергоносители отправляются на заводы, где перерабатываются во вторичное сырье. Это далеко не прибыльное дело, так как процессы переработки в этой сфере недостаточно развиты и весьма сложны, поэтому не всегда окупаются даже логистические затраты. Из-за этого любому подобному заводу приходится искать партнеров или работать с волонтерами и активистами, чтобы те развивали инфраструктуру утилизации, а именно:

• устанавливали ящики для сбора старых батареек в подъездах;
• контактировать с крупными компаниями, которые на сотрудничестве с экоактивистами могут сэкономить на рекламе;
• информировали населения об опасности загрязнения среды энергоносителями, а также о существовании и расположении пунктов приема.

На заводах привезенный утиль проходит тщательный ручной отбор, после чего проходит процедуру дробления. Во время этой процедуры батарейки идут на конвейере через специальные измельчители, а кусочки железа выбираются из потока магнитами. Оставшуюся массу, содержащую в себе большое количество разнообразных химических элементов, отправляют в цех для гидро- или пирометаллургии.

Это два совершенно разных метода, один из которых получил распространение в Европе, а другой в странах СНГ. При пирометаллургии происходит обработка высокими температурами, которая очищает металлы и делает их готовыми к новому использованию. Вторсырье от этого способа можно использовать в производстве и химической промышленности. Гидрометаллургический метод заключается в том, что весь объем материала заливается серной кислотой, постепенно образуется соленый раствор. Потом этот раствор выпаривается и получаются кристаллические сульфаты, применяемые в качестве удобрений в сельском хозяйстве и в роли реагентов в химической промышленности.

См. также:

• Утилизация люминесцентных ламп (ртутных)
• Вторичная переработка алюминия: все секреты
• Раздельный сбор мусора: организация

 

Этот стартап в Принстоне скоро предложит лучший способ переработки литиевых батарей

Миллиарды разряженных литий-ионных батарей, в том числе многие из них от электромобилей, накапливаются, потому что нет экономически эффективного процесса их восстановления. Теперь исследователи из Принстона разработали недорогой и устойчивый способ изготовления новых батарей из использованных и создали компанию для расширения масштабов инноваций.

«Мы видим, что люди будут готовы отдать нам свои разряженные батареи, которые в настоящее время просто лежат без дела. Они получают от нас новые нетронутые катодные материалы для новых аккумуляторов дешевле, чем могли бы изготовить самостоятельно», — сказал 9.0005 Чао Ян , соучредитель и генеральный директор Princeton NuEnergy , а также научный сотрудник с докторской степенью в Департаменте машиностроения и аэрокосмической техники.

Принстонская команда NuEnergy (слева направо): Игуан Цзюй, Чао Ян, Брюс Коэл и Сяофанг Ян.

Photo by

David Kelly Crow

Princeton NuEnergy использует процесс, разработанный исследователями, которые объединили опыт из разных областей, чтобы решить давнюю проблему: как превратить отработанные катодные материалы или дорогостоящую часть литий-ионной батареи, которая содержат такие элементы, как кобальт, никель, марганец и литий, в новые нетронутые катоды.

Современные технологии переработки литий-ионных аккумуляторов основаны на агрессивных химикатах и ​​высокотемпературных энергоемких процессах для разложения отработанных аккумуляторов на их элементарные компоненты. Эти процессы было сложно масштабировать в коммерческом и экологически безопасном масштабе. Вместо этого Princeton NuEnergy модернизирует и обновляет сами катоды в форме прямой переработки.

Разработанный командой метод восстанавливает большую часть структуры и состава использованного катода, а также кобальт и литий. По словам исследователей, метод получения свежего катодного материала снижает потребление воды примерно на 70%, а потребление энергии и выбросы — на 80%.

Сяофанг Ян , который был младшим научным сотрудником в Принстоне, руководил разработкой технологий и является соучредителем и техническим директором компании. Yiguang Ju , профессор машиностроения и аэрокосмической инженерии Роберта Портера Паттерсона, и Брюс Коэл , профессор химической и биологической инженерии, являются соучредителями и советниками по технологиям.

В основе процесса команды лежит использование низкотемпературной плазмы, ионизированного газа, обладающего чрезвычайно высокой реакционной способностью. Из-за этой реакционной способности плазма может использоваться для проведения химических реакций для удаления загрязняющих примесей из катодного порошка, которые в противном случае потребовали бы очень высоких температур и в значительной степени разложили бы материал.

Принстонская команда NuEnergy очищает катодный материал, не разрушая его. Их метод включает механическое разделение материалов катода и анода и пропускание катодного порошка через плазменный реактор для удаления загрязнений, возникающих в результате использования батарей.

Исторически сложилось так, что переработка включала механическое измельчение и плавление материалов батареи для удаления отдельных элементов или растворение батарей в чане с сильной кислотой. Кислотные процессы приводят к образованию каши из металлов, исключающей всю работу, которая в первую очередь пошла на производство катода. Эти методы считаются косвенными, потому что они включают в себя разложение материалов батареи на их элементарные компоненты, а не преобразование и регенерацию их в новые версии самих себя.

— Кислота разрушает все до основания, — сказал Ян.

«Если у вас есть кусок теста, вы можете попробовать его аккуратно замесить и придать ему другую структуру. Но в основном вы оставляете его в покое. Вы не уничтожаете его и не превращаете обратно в муку и масло», — сказал Коэль.

Коэль сказал, что использованные батареи потеряли некоторое количество лития из катодного материала в течение своего срока службы, поэтому Princeton NuEnergy добавляет небольшое количество лития обратно в регенерированный катодный порошок, производя более дешевые материалы, чем требуется для совершенно новых катодов.

Расширение масштабов этого процесса может не только помочь смягчить некоторые проблемы с цепочкой поставок, связанные с импортом полезных ископаемых из-за рубежа, но также снизить спрос на полезные ископаемые из переработанных районов, где остро стоят экологические и трудовые проблемы. Большая часть кобальта в мире, например, ключевого компонента катодов, находится в Демократической Республике Конго, где добыча полезных ископаемых часто связана с детским трудом .

Команда хочет увеличить производство, чтобы увидеть, работает ли процесс для производства тонн, а не килограммов катодного материала. Недавно компания начала пилотный проект с тайваньской корпорацией Wistron Greentech (Texas), крупной переработчиком отходов для технологических компаний.

Princeton NuEnergy в настоящее время строит технологическую линию на объекте Wistron Greentech в МакКинни, штат Техас. Благодаря этому партнерству компания планирует увеличить производство как минимум до тонны в день в течение 2022 года.

«Масштабирование — это всегда вызов. Одно дело делать это в мензурке, а другое дело делать это в чане размером с ваш офис», — сказал Коэл. «Мы не можем сделать это быстро сами. У Wistron была пустая производственная линия, поэтому они были очень заинтересованы в нашем предложении».

Коэл сказал, что соучредители разработали некоторые умные научные и инженерные решения для своего процесса, в том числе способы использования плазмы и управления реактором. Команда надеется, что они смогут быстро увеличить производство, потому что существует большой интерес к сфере переработки аккумуляторов, и, вероятно, появятся компании с конкурирующими технологиями.

Механически измельченные батареи на предприятии NuEnergy в Принстоне в Бордентауне, штат Нью-Джерси.

Фото

Молли Зельцер, Центр энергетики и окружающей среды Андлингера

Исследователи заявили, что только около 5% использованных литий-ионных аккумуляторов в настоящее время перерабатываются в Соединенных Штатах. А согласно исследованию Net-Zero America, проведенному Принстоном , достижение нулевых выбросов к середине века будет означать, что количество электромобилей увеличится с примерно одного миллиона на дорогах сегодня до 210–330 миллионов.

Аккумуляторы для электромобилей имеют срок службы от пяти до 10 лет, и в зависимости от модели в каждом автомобиле имеется около 3000 аккумуляторных элементов. Анализ  По оценкам IHC Markit, в настоящее время около 10 миллиардов или около 465 000 тонн использованных аккумуляторов для электромобилей нуждаются в переработке сегодня, и ожидается, что к 2025 году это число вырастет до 29 миллиардов. 

«Мы не просто стартап с идея. Мы думаем, что у нас есть прекрасная возможность превратить нашу технологию в реальный промышленный проект, который позволит нам перерабатывать и перепрофилировать литий-ионные батареи в больших масштабах», — сказал Ян.

На заводе Wistron бывшая производственная линия, которая использовалась для извлечения золота из печатных плат электроники, будет преобразована в линию переработки аккумуляторов с использованием процесса NuEnergy в Принстоне, что демонстрирует сдвиг на рынке от спроса на золото к минералы в литий-ионных батареях, такие как литий и кобальт.

Исследователи надеются, что в течение пары лет они смогут продолжить увеличивать мощности по переработке и перейти от батарей бытовой электроники к батареям для электромобилей и, возможно, даже перейти к производству целых батарей с использованием их регенерированных материалов.

Чао также экспериментирует с альтернативными плазменными подходами, чтобы убедиться, что нет лучших реакторов для использования. Эта работа частично финансировалась за счет гранта Принстонского акселератора . В настоящее время компания осуществляет свою деятельность в лаборатории в Бордентауне, штат Нью-Джерси.

«Эффективность наших регенерированных катодов в тестах на маленькие батарейки типа «таблетка» превосходна, но, в конце концов, независимые третьи лица заявят: «Мы взяли у них материалы и сделали эти батареи, а эти Батареи работают отлично». Это следующий шаг», — сказал Коэл.

Центр ReCell

РеСелл Центр

Пред. Следующий

Задача: переработчикам в США предстоит увеличить количество литий-ионных аккумуляторов

Использование литий-ионных аккумуляторов в последние годы увеличилось, начиная с электроники и заканчивая многими приложениями, включая растущую индустрию электромобилей и гибридных автомобилей. Но технологии оптимизации переработки этих батарей не поспевают за ними.

Что мы поставляем: Первый научно-исследовательский центр по переработке литий-ионных аккумуляторов

Запуск ReCell, первого передового научно-исследовательского центра по переработке аккумуляторов Министерства энергетики США (DOE) Office Technologies Office (VTO), поможет Соединенным Штатам конкурировать в мировой индустрии переработки, а также уменьшить нашу зависимость от иностранных источников материалов для аккумуляторов.

Управление транспортных технологий видит возможность снизить финансовые риски, связанные с утилизацией литий-ионных и будущих аккумуляторов, и таким образом помочь ускорить рост прибыльного рынка переработки отработанных электромобилей (EV), электроники и стационарных аккумуляторных батарей. Этого можно добиться путем разработки новых технологий переработки, чтобы сделать переработку литий-ионных аккумуляторов рентабельной за счет использования менее энергоемких методов обработки и захвата более ценных форм материалов для непосредственного повторного использования в батареях.

Ускорение и продвижение промышленного внедрения вторичной переработки поможет достичь целей Управления автомобильных технологий Министерства энергетики США по снижению стоимости аккумуляторных батарей для электромобилей для потребителей и расширению использования внутренних источников переработанных аккумуляторных материалов. Эти переработанные материалы можно использовать в новых батареях, помогая снизить общую стоимость производства аккумуляторов для электромобилей до национальной цели в 80 долларов за кВтч или ниже.

Результат: снижение стоимости аккумуляторов для электромобилей

В настоящее время используются гидрометаллургические и пирометаллургические методы переработки литий-ионных аккумуляторов. Эти процессы, хотя и эффективны, позволяют извлекать только определенные металлы и в материальных формах, которые не представляют большой ценности для производителей аккумуляторов. Чтобы сделать переработку литий-иона прибыльной без взимания с потребителей платы за утилизацию и стимулировать рост отрасли, необходимо разработать новые методы переработки.

Центр ReCell уделяет большое внимание разработке нового процесса переработки, известного как прямая переработка. Прямая переработка — это восстановление, регенерация и повторное использование компонентов батареи напрямую без нарушения химической структуры. Сохраняя ценность процесса в исходных компонентах аккумуляторов, производителям аккумуляторов можно поставлять более дешевый восстановленный материал. Это, в свою очередь, поможет снизить стоимость аккумуляторов для электромобилей и повысить ценность утилизации аккумуляторов для электромобилей.

Центр ReCell — это совместная работа исследователей из промышленности, академических кругов и национальных лабораторий, которые будут тестировать новые методы для развития процесса прямой переработки, а также в других областях, которые повысят ценность переработки. Центр уделяет особое внимание четырем направлениям. К ним относятся: прямая переработка катодов, восстановление других материалов, проектирование для переработки, а также моделирование и анализ.

Центр также использует Сквозные виды деятельности, которые приносят пользу усилиям Центра в более широком смысле.

Исследовательские и опытно-конструкторские проекты Центра оцениваются с использованием модели EverBatt Аргонны. Эта модель оценивает технико-экономические и экологические последствия каждого этапа срока службы батареи, включая переработку. Результат этой модели позволяет Центру сравнивать процессы разработки с существующими и с производством первичных материалов. Наиболее многообещающие новые процессы переработки будут продемонстрированы в экспериментальном масштабе в Центре ReCell на базе Аргоннской национальной лаборатории. Утвержденные процессы и конструкции будут лицензированы для промышленного использования

Финансирование этой программы осуществляется через Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики, Управление транспортных технологий при поддержке Сэмюэля Гилларда, Стивена Бойда и Дэвида Хауэлла.

 

Присоединяйтесь к нашему списку рассылки

Подпишитесь, чтобы получать обновления от ReCell

---

События

Найдите ReCell на следующих предстоящих мероприятиях:

5-8 декабря 2022 г.
AABC конференция Advanced Automotive Battery
Сан-Диего, Калифорния

---

Последние новости

24 октября 2022 г.
Конец срока службы батареи так же важен, как и его начало для Supercharge Производство аккумуляторов для электромобилей и электросетей в США
Министерство энергетики США

22 сентября 2022 г.
GM инвестирует в Lithion Recycling для поддержки передовой технологии переработки аккумуляторов электромобилей
Electrek

21 сентября 2022 г.
Что потребуется для переработки миллионов изношенных аккумуляторов для электромобилей?
Knowable Magazine

14 сентября 2022 г.
Электромобили: почему внедрение безхимических процессов для удовлетворения спроса на литий-ионные аккумуляторы — это путь вперед
Новости 18

2 сентября 2022 г. Для электромобилей?
CleanTechnica

27 августа 2022 г.
Будущее энергетики начинается с восстановления аккумулятора
Freethink

25 августа 2022 г.
Эти революционные технологии переработки могут помочь предотвратить климатическую катастрофу

Reporter Wings (Источник: Popular Mechanics)

Для решения самых насущных и сложных научных проблем в мире требуются ведущие мировые исследовательские инструменты. Центр ReCell будет использовать уникальный набор ультрасовременных исследовательских центров в национальных лабораториях Министерства энергетики США для продвижения достижений в области разработки и переработки аккумуляторов в течение их жизненного цикла. Эти средства обеспечивают доступ к высококлассным экспертам со всего мира, а также зачастую к единственным в своем роде инструментам для масштабирования, создания прототипов, проверки, тестирования, характеризации, моделирования и анализа.

Посмотреть больше

Центр ReCell включает в себя основное сотрудничество трех национальных лабораторий и трех университетов, каждый из которых имеет долгую историю успешных исследований и разработок аккумуляторов. Ряд отраслевых партнеров поделится опытом со всех звеньев цепочки поставок аккумуляторов, включая производителей аккумуляторов, производителей оригинального автомобильного оборудования (OEM), центров утилизации, служб управления жизненным циклом аккумуляторов и поставщиков материалов.

Посмотреть больше

Переработка литий-ионных аккумуляторов не смогла превратиться в устойчивый и прибыльный рынок, как это произошло с переработкой свинцово-кислотных аккумуляторов, которые используются для различных целей. Это связано с тем, что литий-ионные батареи имеют более разнообразные материалы и химические составы, многие из них все еще находятся в стадии разработки, а также имеют более сложную структуру.