Υπάρχουν περισσότερα από 1,4 δισεκατομμύρια αυτοκίνητα στον κόσμο σήμερα, και αυτός ο αριθμός θα μπορούσε να διπλασιαστεί έως το 2036 . Εάν όλα αυτά τα αυτοκίνητα καίνε βενζίνη ή ντίζελ, οι κλιματικές συνέπειες θα είναι τρομερές. Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα εκπέμπουν λιγότερους ατμοσφαιρικούς ρύπους και εάν τροφοδοτούνται με ανανεώσιμη ενέργεια, η οδήγηση δεν θα είναι επιζήμια στα στην ατμόσφαιρα της Γης.
Όμως, η παραγωγή τόσων ηλεκτρικών οχημάτων (συχνά συντετμημένων σε EV) σε μια δεκαετία θα προκαλούσε αύξηση της ζήτησης μετάλλων όπως το λίθιο, το κοβάλτιο, το νικέλιο και το μαγγάνιο. Αυτά τα μέταλλα είναι απαραίτητα για την παραγωγή μπαταριών EV, αλλά δεν βρίσκονται παντού . Το μεγαλύτερο μέρος του λιθίου στον κόσμο βρίσκεται κάτω από την έρημο Atacama στη Νότια Αμερική, όπου η εξόρυξη απειλεί ντόπιους και το οικοσυστήμα.
Οι κορυφαίοι κατασκευαστές EV πρέπει να διατηρήσουν το κόστος εισαγωγής χαμηλό και να βρουν μια αξιόπιστη πηγή αυτών των πρώτων υλών. Η εξόρυξη της βαθιάς θάλασσας είναι μια επιλογή, αλλά θα μπορούσε επίσης να βλάψει τους βιότοπους και να θέσει σε κίνδυνο την άγρια φύση. Ταυτόχρονα, τα ηλεκτρονικά απόβλητα συσσωρεύονται σε χώρους υγειονομικής ταφής και σε ορισμένες από τις φτωχότερες περιοχές του κόσμου - με 2,5 εκατομμύρια τόνους να προστίθενται στο σύνολο κάθε χρόνο.
Οι ίδιες οι μπαταρίες έχουν διάρκεια ζωής οκτώ έως δέκα ετών. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου ανακυκλώνονται επί του παρόντος με χαμηλό ποσοστό μικρότερο από 5% στην ΕΕ. Αντί να εξορύσσουμε νέες πηγές αυτών των μετάλλων, γιατί να μην ξαναχρησιμοποιήσουμε αυτό που ήδη υπάρχει;
Η οικονομία της ανακύκλωσης
Οι μεγαλύτεροι ανακυκλωτές μπαταριών ιόντων λιθίου εδρεύουν στην Κίνα . Ενώ η ανακύκλωση αντιμετωπίζεται συχνά ως υποχρέωση που πρέπει να πληρώσουν οι εταιρείες στη Βόρεια Αμερική και την Ευρώπη, ο ανταγωνισμός είναι τόσο έντονος για τις νεκρές μπαταρίες στην Κίνα που οι ανακυκλωτές είναι πρόθυμοι να πληρώσουν .
Οι περισσότερες από τις μπαταρίες που ανακυκλώνονται λιώνονται και τα μέταλλα τους εξάγονται. Αυτό γίνεται συχνά σε μεγάλες εμπορικές εγκαταστάσεις που χρησιμοποιούν πολλή ενέργεια και έτσι εκπέμπουν πολύ άνθρακα. Αυτά τα εργοστάσια είναι ακριβά για την κατασκευή και τη λειτουργία τους και απαιτούν εξελιγμένο εξοπλισμό για την αντιμετώπιση των επιβλαβών εκπομπών που προκαλούνται από τη διαδικασία τήξης. Παρά το υψηλό κόστος, αυτές οι εγκαταστάσεις σπάνια ανακτούν όλα τα πολύτιμα υλικά μπαταριών.
Η αξία της παγκόσμιας αγοράς ανακύκλωσης μετάλλων αναμένεται να αυξηθεί από 52 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ (37 δισεκατομμύρια λίρες) το 2020 σε 76 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2025 . Χωρίς λιγότερες ενεργειακές μεθόδους ανακύκλωσης, αυτή η αναδυόμενη βιομηχανία θα επιδεινώσει μόνο περιβαλλοντικά προβλήματα. Υπάρχει όμως μια φυσική διαδικασία για την εξαγωγή πολύτιμων μετάλλων από απόβλητα που χρησιμοποιείται εδώ και δεκαετίες.
Σφάλματα για μπαταρίες
Το Bioleaching, που ονομάζεται επίσης biomining, χρησιμοποιεί μικρόβια που μπορούν να οξειδώσουν το μέταλλο ως μέρος του μεταβολισμού τους. Έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στη μεταλλευτική βιομηχανία, όπου οι μικροοργανισμοί χρησιμοποιούνται για την εξαγωγή πολύτιμων μετάλλων από μεταλλεύματα. Πιο πρόσφατα, αυτή η τεχνική έχει χρησιμοποιηθεί για τον καθαρισμό και την ανάκτηση υλικών από ηλεκτρονικά απόβλητα, ιδίως από τις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων υπολογιστών, ηλιακών συλλεκτών, μολυσμένου νερού και ακόμη και απόρριψης ουρανίου .
Οι συνάδελφοί μου και εγώ στην Ομάδα Έρευνας Bioleaching στο Πανεπιστήμιο Coventry διαπίστωσαν ότι όλα τα μέταλλα που υπάρχουν στις μπαταρίες EV μπορούν να ανακτηθούν χρησιμοποιώντας βιοαπόπλυση. Βακτήρια όπως το Acidithiobacillus ferrooxidans και άλλα μη τοξικά είδη στοχεύουν και ανακτούν τα μέταλλα ξεχωριστά χωρίς την ανάγκη υψηλών θερμοκρασιών ή τοξικών χημικών. Αυτά τα καθαρισμένα μέταλλα αποτελούν χημικά στοιχεία και έτσι μπορούν να ανακυκλωθούν επ 'αόριστον σε πολλαπλές αλυσίδες εφοδιασμού.
Η κλιμάκωση της βιοαποπλύσεως περιλαμβάνει την ανάπτυξη βακτηρίων σε επωαστές στους 37 ° C, συχνά χρησιμοποιώντας διοξείδιο του άνθρακα. Δεν απαιτείται πολλή ενέργεια, επομένως η διαδικασία έχει πολύ μικρότερο αποτύπωμα άνθρακα από τα τυπικά εργοστάσια ανακύκλωσης, ενώ συμβάλλει επίσης λιγότερη ρύπανση. Ενώ μειώνουν τα απόβλητα μπαταριών EV, οι εγκαταστάσεις βιοαποπλύσεως σημαίνουν ότι οι κατασκευαστές μπορούν να ανακτήσουν αυτά τα πολύτιμα μέταλλα τοπικά και να βασίζονται λιγότερο στις λίγες χώρες παραγωγής.
Αυτό δεν είναι αρκετό για τη βιομηχανία. Συνδυάζουμε τη βιοαπόπλυση με ηλεκτροχημικές μεθόδους που μπορούν να εξαντλήσουν αυτά τα μέταλλα και τα κάνουν χρήσιμα για αλυσίδες εφοδιασμού. Δυστυχώς, οι υπάρχουσες μέθοδοι στην ανακύκλωση μετάλλων που περιλαμβάνουν πολλή ενέργεια και τοξικές χημικές ουσίες έχουν χρησιμοποιηθεί για δεκαετίες. Οι βιομηχανίες δεν μπορούν πάντα να καινοτομούν, οπότε εναπόκειται στην κυβέρνηση να αναθέσει αλλαγές και να επενδύσει σε καθαρότερες εναλλακτικές λύσεις.
Οι μπαταρίες EV είναι μια τεχνολογία που βρίσκεται ακόμη στην αρχή. Η επαναχρησιμοποίηση των εξαρτημάτων τους θα πρέπει να θεωρείται μέρος του σχεδιασμού τους. Αντί να παραμείνει μια μεταγενέστερη σκέψη, η ανακύκλωση μπορεί να γίνει τόσο η αρχή όσο και το τέλος του κύκλου ζωής μιας μπαταρίας EV με βιοαπόπλυση, παράγοντας υψηλής ποιότητας και πρώτες ύλες για νέες μπαταρίες με χαμηλό περιβαλλοντικό κόστος.
Οι περισσότερες από τις μπαταρίες που ανακυκλώνονται λιώνονται και τα μέταλλα τους εξάγονται. Αυτό γίνεται συχνά σε μεγάλες εμπορικές εγκαταστάσεις που χρησιμοποιούν πολλή ενέργεια και έτσι εκπέμπουν πολύ άνθρακα. Αυτά τα εργοστάσια είναι ακριβά για την κατασκευή και τη λειτουργία και απαιτούν εξελιγμένο εξοπλισμό
