Automatizovaná demontážní linka má za cíl bezpečnější a rychlejší recyklaci baterií

Vydáno 17.8.2021 automatizacebaterierecyklaceTechnologie

Vědci z Národní laboratoře ministerstva energetiky v Oak Ridge v americkém státě Tennessee vyvinuli systém robotické demontáže použitých baterií do elektrických vozidel pro bezpečnou a efektivní recyklaci a opětovné použití kritických materiálů při současném snížení toxického odpadu. 

S očekávaným růstem elektromobilů v příštích dvou desetiletích přichází problém, jak recyklovat velké lithium-iontové baterie, které je napájí. Inženýři ORNL (Oak Ridge National Laboratory  – pozn. red.) sestavili demonstraci, která měla ukázat, že roboti mohou urychlit demontáž a učinit proces bezpečnější pro pracovníky a současně výrazně zvýšit propustnost.

„Dnes je recyklováno pouze malé procento lithium-iontových baterií do vozidel a většina procesů, které se k tomu používají, není automatizovaná,“ řekl Tim McIntyre, hlavní řešitel divize ORNL pro elektrifikaci a energetickou infrastrukturu. Ať už chce recyklátor jednoduše projít vnějším krytem, ​​aby získal přístup k bateriím a vyměnit opotřebované součásti nebo zcela recyklovat hromádky baterií pro získání kobaltu, lithia, kovových fólií a dalších materiálů, prvním krokem je diagnostika baterií pro bezpečnou a efektivní manipulaci a demontáž .

„V našem systému robot vyzvedne baterii a umístí ji na výrobní linku, což znamená, že se jí člověk dotkne, až bude na kusy,“ řekl McIntyre.

Omezení lidské interakce je důležité jak pro bezpečnost, tak pro účinnost

Roboti rychle odstraňují šrouby a další pouzdra bez ohledu na zbývající nabití, zatímco lidští operátoři musí provést náročný a zdlouhavý proces vybití použitých baterií, než je ručně rozeberou. Automatická demontáž snižuje vystavení člověka toxickým chemikáliím nacházejícím se v bateriích a vysoké úrovně výkonu, které se v některých novějších vozidlech blíží úrovni 900 voltů.

Automatizovaný systém, vyvinutý jako součást DOE’s Critical Materials Institute nebo-li CMI (Institut kritických materiálů – pozn. red.), lze snadno překonfigurovat na jakýkoliv typ baterie. Může být naprogramován tak, aby přistupoval pouze k jednotlivým bateriovým modulům k renovaci nebo opětovnému použití jako stacionární úložiště energie, nebo je lze baterie rozebrat až na úroveň článku pro separaci a využití materiálu. 

Práce staví na odborných znalostech vyvinutých v předchozích projektech ORNL pro CMI, které se zaměřovaly na robotickou demontáž pevných disků pro obnovu magnetů vzácných zemin. Inženýři také dokázali, že tyto magnety lze přímo znovu použít v elektrických motorech .

„Automatická demontáž součástí obsahujících kritické materiály nejenže eliminuje manuální demontáž náročnou na práci, ale zajišťuje účinný proces oddělení komponentů do toků vyšších hodnot, kde jsou kritické materiály koncentrovány do jednotlivých surovin pro recyklační zpracování,“ řekl ředitel CMI Tom Lograsso. Tato přidaná hodnota je důležitou součástí zavedení ekonomicky životaschopného procesu.

„Výzkumníci pokaždé postupují podle stejného protokolu: ruční rozbití použitých komponentů a sběr dat o tomto procesu za účelem vytvoření robotických nástrojů a ovládacích prvků potřebných k pohonu automatizovaného systému,“ uvedl člen projektového týmu ORNL Jonathan Harter.

„Průmysl není omezen množstvím baterií, které mohou do tohoto procesu vzít. Existuje již značný počet nevyřízených prací. Limitujícím faktorem je doba potřebná k provedení elektrického výboje a ruční demontáži,“ řekl Harter. Odhadl, že za čas, který v některých procesech trvá ruční rozebrání dvanácti baterií, automatizovaný systém zvládne sto a více.

Dalším krokem by mohlo být vybudování procesu až do komerčního měřítka a tým McIntyre také vidí příležitosti k použití stejného druhu demontážního systému na hnací ústrojí elektrických vozidel pro obnovu materiálů, jako jsou magnety vzácných zemin, měď, ocel a neporušená výkonová elektronika. Aby byla recyklace ekonomicky proveditelnější, musí být prováděna s vysokou výkonností a musí být dostatečně flexibilní pro zpracování více spotřebních produktů v jednom zařízení, řekl Harter.

„Pokud se trh s elektrickými vozidly v příštích deseti až dvaceti letech zrychlí podle očekávání, budeme muset vyřešit problém s tokem odpadu a považovat tato vyhořelá vozidla a baterie za ústřední v dodavatelském řetězci výroby materiálů,“ řekl.

Systém byl vyvinut a předveden ve středisku pro integraci a nasazení výzkumu sítě ORNL.

(lk)

zdroj: TechXplore

Zadejte e-mailovou adresu

a nic ze Světa průmyslu vám už neunikne!

Vaše osobní údaje budeme zpracovávat pouze za účelem zasílání newsletterů, a to v souladu s platnou legislativou a zásadami ochrany osobních údajů. Svůj souhlas se zasíláním a zpracováním osobních údajů můžete kdykoli odvolat prostřednictvím odhlašovacího odkazu v každé kampani.

Rozhovory

Vize digitálního závodu Continental

Vize digitálního závodu Continental

Vydáno 27.7.2021

Koncept digitálního závodu je pojem, který dnes řeší nespočet společností. Jakým způsobem se ,,mění“ společnost Continental Automotive Czech Republic? Jaké trendy udává závod v Brandýse nad Labem, jakožto nominovaný modelový závod pro digitalizaci? Zeptali jsme se Tomáše Vondráka, který jako první Čech usedl do vedení firmy a v současnosti zastává pozici Plant Manager (čtyř závodů […]

TECHNOLOGIE LIBS NA MARSU I V BRNĚ

TECHNOLOGIE LIBS NA MARSU I V BRNĚ

Vydáno 15.6.2021

Rozhovor s doc. Pavlem Pořízkou, Ph.D., vedoucím výzkumného týmu zabývajícího se laserovou spektroskopií, nejen o jejím využití, ale i o vlastním start-upu Lightigo. Úspěchy brněnských vědců s technologií LIBS tak zasahují do širokého spektra odvětví.   Interdisciplinární výzkum a vývoj kombinuje inženýrství, fyziku plazmatu, analytickou chemii, statistiku i například biologii. Jak je vůbec možné a náročné tohle […]

Apple a udržitelnost

Apple a udržitelnost

Vydáno 21.4.2021

Jak se dostat do Apple týmu v Kalifornii? Rozhovor s Honzou Dvorským nejen o jeho cestě vývojáře, ale také o ekologické udržitelnosti společnosti a problematice samotné. Společnost Apple zná jistě každý. Mohl byste nám stručně popsat, jak se tak mladý člověk jako vy dostal až do týmu v Kalifornii? Po vysoké škole na ČVUT v Praze jsem […]

Rozdíl mezi sci-fi a realitou bývá jen několik jednotek až desítek let

Rozdíl mezi sci-fi a realitou bývá jen několik jednotek až desítek let

Vydáno 17.2.2021

Superpočítače pomáhají s koronavirem, termojadernou fúzí, předpovědí počasí a klimatických změn, plánováním chirurgických zákroků nebo optimalizací výrobních procesů v průmyslu. „Srdcem a zároveň mozkem továrny budoucnosti bude superpočítač, který bude zpracovávat a analyzovat data ze všech kamer a senzorů a řídit chod celé továrny včetně vyhodnocování poruch a nutnosti údržby jednotlivých zařízení,“ říká profesor Tomáš […]

Zobrazit Více