Gør grønne biler grønnere med batterigenbrug

Den udbredte implementering af elektriske køretøjer vil gå langt i retning af at eliminere drivhusgasemissionerne fra transportsektoren. Men disse drivhusgasser kommer ikke kun fra udstødningsrøret. Der er en anden stor synder for drivhusgasemissioner, en, som elbilindustrien måske har brug for hjælp fra politiske beslutningstagere for at undgå:batterigenbrug.

Nuværende lithium-ion-batterigenbrugspolitikker og -processer blev designet til den relativt lave størrelse og volumen af ​​elektroniske forbrugerbatterier - AA'er, AAA'er, og lignende. Men med næsten alle større bilproducenter, der forpligter sig til alle elektriske eller hybrid-elektriske produktlinjer i de kommende år, denne enorme strøm af nye lithium-ion-batterier vil kræve en helt anden tilgang til batterigenbrug, end den er tilgængelig i øjeblikket.

I deres papir med titlen, "Undersøgelse af forskellige genbrugsprocesser for lithium-ion-batterier, " og udgivet i Naturens bæredygtighed , Jay Whitacre, direktør for Wilton E. Scott Institute for Energy Innovation og professor i materialevidenskab og teknik og teknik og offentlig politik, og Rebecca Ciez har lagt en vej frem for både batterimagere og politiske beslutningstagere for at hjælpe med at sikre, at denne tilstrømning af lithium-ion-batterier ikke fortryder elektriske køretøjers gode arbejde.

"Bilproducenter er også interesserede i genbrug som en potentiel kilde til billigt materiale, der kan genfremstilles til nye batteripakker, "siger Ciez, en postdoc ved Princeton University og tidligere studerende fra Whitacre.

Forskerne undersøgte specifikt, hvordan en direkte katodegenanvendelsesproces ville sammenlignes med andre genanvendelsesprocesser med hensyn til drivhusgasser og energiforbrug. Denne metode til batterigenbrug er fokuseret på at holde katodematerialerne i takt, så de kan bruges i fremtidige batterier. Mens alle lithium-ion-batterier bruger lithium til at bære opladningen, deres katoder - som opbevarer lithium-ionerne, når batteriet er afladet - kan være lavet af en række forskellige materialer, såsom nikkel, mangan, eller kobolt.

"Vi fokuserede vores analyse på specifikke lithium-ion-formuleringer, der er mest almindelige i nutidens elektriske køretøjer, " siger Ciez, "og fandt ud af, at for katoder, der indeholder metaller som nikkel, mangan, og kobolt, direkte katodegenanvendelse kan reducere drivhusgasemissionerne i forbindelse med fremstilling af nye batterier ud fra materialerne og har potentialet til at være økonomisk konkurrencedygtig med traditionel katodefremstilling."

Men for at maksimere de mulige reduktioner af drivhusgasemissioner gennem batterigenbrug, teknologi kan ikke være det eneste fokus. Implementeringen af ​​genbrugsprocesser er påbudt af politik, og ifølge Whitacre og Ciez, Politikker for genbrug af lithium-ion-batterier skal både fremme indsamling af lithium-ion-batterier til biler, og mandat, at genbrugsprocesser giver nettoreduktioner i drivhusgasemissioner, i stedet for at fokusere på procentdelen af ​​batteriindholdet, der genbruges.

Forskningen viser, at hvis teknologi og politik er i stand til at arbejde sammen om at implementere genbrugsprocesser for disse katodematerialer, lithium-ion-batterier vil hjælpe elektriske køretøjer med at udlede færre drivhusgasser, både ved udstødningsrøret, og produktionsanlægget.