الاشتراك في تحديثات الأخبار اليومية من CleanTechnica على البريد الإلكتروني. أو تابعنا على أخبار جوجل!
قبل بضعة أيام، كتب كاتب أقدره بشدة قصة له CleanTechnica التي كشفت عن سلسلة لا نهاية لها على ما يبدو من الأشياء الخاطئة في السيارات الكهربائية من وجهة نظر شخص هو أداة لصناعة الوقود الأحفوري. ركز جزء كبير من هذا المقال على كيفية احتياج بطاريات السيارات الكهربائية لكميات كبيرة من المواد الخام التي يجب استخراجها من الأرض وتكريرها - أشياء مثل الليثيوم والكوبالت والنيكل. ويبدو أن الكاتب يعتقد أن تلك المواد تستخدم فقط في بناء السيارات الكهربائية، وكأن أي منتجات استهلاكية أخرى لا تستخدمها.
إن النقطة المقابلة للأكاذيب التي روج لها ذلك المؤلف - والتي بثتها قناة فوكس نيوز، بطبيعة الحال - تحدث في ولاية نيفادا في هذه اللحظة بالذات. هذا هو المكان الذي قامت فيه شركة Redwood Materials، شركة إعادة تدوير البطاريات التي أسسها JB Straubel، كبير مسؤولي التكنولوجيا السابق في شركة Tesla، بقلب المفتاح في الأسبوع الماضي لبدء إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون على نطاق واسع.
تقوم شركة Redwood بتصنيع مواد البطاريات في الولايات المتحدة
توم راندال بلومبرغ زارت الموقع مؤخرًا وذكرت أن شركات إعادة التدوير مثل Redwood Materials ستحتاج في النهاية إلى مجاراة وتيرة مصانع السيارات. على سبيل المثال، أنتج مصنع تيسلا في فريمونت بولاية كاليفورنيا 560,000 ألف سيارة كهربائية العام الماضي. عندما يتم إعادة تدوير البطاريات الموجودة في تلك السيارات، فإنها ستنتج ما يقرب من 10 أضعاف كمية مادة بطارية السيارة الكهربائية التي تمت معالجتها في السوق الأمريكية بأكملها في العام الماضي. إذا تمكنت شركات إعادة التدوير في الولايات المتحدة من التعامل مع كل ذلك، فإنها ستبدأ في منافسة عمليات التعدين التقليدية وموردي مواد البطاريات، ومعظمهم في الصين.
قال كولين كامبل، كبير مسؤولي التكنولوجيا والمدير التنفيذي لشركة ريدوود: "بمجرد أن نغير أسطول المركبات بالكامل إلى السيارات الكهربائية، وتصبح كل هذه المعادن قيد الاستهلاك، فلن يتعين علينا سوى استبدال نسبة قليلة كل عام نفقدها في هذه العملية". الرئيس السابق لهندسة توليد القوة في شركة تيسلا. "سيصبح من الواضح للجميع أنه ليس من المنطقي إخراجها من الأرض بعد الآن."
أخبر ستراوبيل نفسه راندال أن شركة ريدوود تحاول كسر قبضة الصين الخانقة على مواد البطاريات من خلال إنشاء حلقة محلية باستخدام معادن مهمة معاد تدويرها. وأضاف: "المسؤولية تقع على عاتقي". "أتذكر أنني شعرت بذلك في الأيام الأولى في شركة تيسلا، عندما لم تكن الشركات المصنعة الأخرى قد قامت بعمل جيد بعد، وكان لدينا شعور واضح للغاية بحمل العلم والركض إلى الميدان والقول "السيارات الكهربائية هي المستقبل!" لقد شعرنا أنه إذا فشلنا، فلن يتبعنا أحد. هذا قليل ديجا فو".
كيفية إعادة تدوير البطارية
يقول راندال إن هناك ثلاثة أساليب أساسية لإعادة تدوير البطاريات، ولكل منها عيوبه الخاصة. يمكنك حرقها، وهو أمر إسراف ويمكن أن يؤدي إلى انبعاثات سامة؛ وإذابتها في مواد كيميائية قوية، وهي باهظة الثمن وتستهلك معظم الطاقة؛ أو فصلها ميكانيكيًا، الأمر الذي يمكن أن يتطلب عمالة كثيفة وخطيرًا. حتى السنوات القليلة الماضية، كان معظم القائمين على إعادة التدوير في الولايات المتحدة يقومون ببساطة بطحن البطاريات وإرسالها إلى الخارج ليتعامل معها شخص آخر.
تستعير شركة Redwood ما تعتبره الأجزاء الأكثر فائدة من كل فئة. تبدأ عملية الشركة في منطقة التدريج الداخلية حيث يتم إلقاء كل شيء بدءًا من سماعات الأذن المهملة وبطاريات الكمبيوتر المحمول إلى وحدات EV من Chevy Bolts المسترجعة (الآن نعرف أين انتهت كل بطاريات Bolt المعيبة) على حزام ناقل. يتم نقل الفوضى المختلطة على ارتفاع 30 قدمًا تقريبًا إلى فتحة في الجدار حيث تخرج من المبنى إلى نفق معدني عملاق متماوج، يُطلق عليه اسم "RC1"، معلق عاليًا فوق الأرض.
RC1 هو في الأساس جهاز طهي بطيء ضخم يقوم بخبز الخردة في عدة مئات من الدرجات لمدة ساعة تقريبًا، وربما يكون أكبر ابتكارات Redwood حتى الآن. تستخدم إعادة التدوير التقليدية من خلال الحرق حرارة تزيد عن 1000 درجة مئوية (1,800 درجة فهرنهايت) لفصل المعادن الثمينة، ولكن هدف Redwood في هذه المرحلة هو الحفاظ على المواد وإعدادها للخطوات التالية بأكثر الطرق كفاءة.
والأهم من ذلك، أن RC1 لا يستخدم أي أكسجين. لا يوجد احتراق وبالتالي لا توجد انبعاثات. إنه ببساطة يحول المواد اللاصقة والبلاستيك والسوائل غير المرغوب فيها إلى فحم. يمكن بيع الكربون الأسود عالي الجودة المتبقي لاستخدامه في الدهانات السوداء والتشحيم الصناعي.
يستخدم RC1 أيضًا القليل من الكهرباء بشكل مدهش، وهو أمر أساسي لتقليل تأثير ريدوود على المناخ. بمجرد تسخين الفرن، تصبح الطاقة المنطلقة من البطاريات مستدامة ذاتيًا. فكر في الأمر كنسخة متحكم بها وبطيئة الحركة من بطارية مشتعلة، تعمل دون توقف ليلًا ونهارًا، أسبوعًا بعد أسبوع. فهو يطلق الشحنة بأمان في أي بطاريات يمكن أن تشكل خطراً على العمال، بينما يقوم بتفكيك المواد التي تربط المعادن الرئيسية ببعضها. (في بعض النواحي، تبدو العملية مشابهة بشكل غامض لكيفية القيام بذلك الفحم النباتي يتم.)
بعد مغادرة RC1، تمر البطاريات المشوية عبر آلات تقوم بغربلة المواد عبر المصفاة. تستخدم المغناطيسات القوية لعزل بعض المواد. يتم خلط الغبار المتبقي الغني بالمعادن، والمعروف باسم الكتلة السوداء، في ملاط من المذيبات ويتم تغذيته في مبنى آخر يشبه مصنع جعة كبير، مع خزانات شاهقة من الفولاذ المقاوم للصدأ تستخدم المواد الكيميائية والضغط والمرشحات والتبخر لفصل المنتجات إلى عناصرهم الأساسية.
ريدوود يخترع كما يذهب
لا تزال إعادة تدوير البطاريات تقنية جديدة وتقوم شركة Redwood Materials باختراع العملية مع استمرارها. قام فريق تنفيذي تم اختياره من أعلى الرتب الهندسية في شركة تيسلا بتعديل عملية إعادة تدوير البطاريات من أجل السرعة والكفاءة البيئية حتى مع توسعها على المستوى الصناعي. ما يفعله ريدوود جذب اهتمام الباحثين في جامعة ستانفورد الذين أتاح لهم ريدوود الوصول إلى البيانات. على مدار العامين الماضيين، أجرى فريق ستانفورد تقييمًا بيئيًا لعملية إعادة تدوير بطاريات ريدوود.
ولكن بحلول الوقت الذي انتهى فيه الباحثون من تحليل جزء من عملية الخشب الأحمر، اكتشفوا ذلك لقد تغيرت العمليةقال ويل تاربيه، الأستاذ المساعد في الهندسة الكيميائية وأحد كبار مؤلفي الورقة. قال تاربيه لراندال: "من شهر لآخر، كانوا يتغيّرون دائمًا". "هذا جعل الأمر صعبًا ولكن كان من الرائع رؤيته. إنهم يتنقلون بشكل جيد للغاية عبر عالم يتغير فيه كل شيء بسرعة كبيرة.
وجد تقرير جامعة ستانفورد، الذي لا يزال قيد مراجعة النظراء، أن عمليات إعادة تدوير وتكرير ريدوود خفضت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة 70٪ مقارنة بطرق إعادة التدوير التقليدية و 40٪ مقارنة بعمليات إعادة التدوير الأخرى. وكان التوفير أكبر عندما كانت شركة Redwood تتعامل مع خردة التصنيع، والتي تشكل حاليًا ما يقرب من نصف المواد المتاحة لإعادة التدوير.
احصل على بضعة دولارات شهريًا المساعدة في دعم التغطية المستقلة للتكنولوجيا النظيفة التي تساعد على تسريع ثورة التكنولوجيا النظيفة!
كيفية صنع بطارية
• بلومبرغ تحتوي المقالة على الكثير من المعلومات الأساسية حول كيفية تصنيع البطاريات والتي قد لا تكون معروفة للجميع، حتى للمتطورين CleanTechnica القراء. يكتب راندال أن الهدف الأسمى لأي شركة لإعادة تدوير البطاريات هو إنتاج المكونات باهظة الثمن التي تدخل في كاثودات وأنودات البطارية. يتم تصنيع كلا المنتجين اليوم بالكامل تقريبًا في آسيا.
تصنع الأنودات من رقائق النحاس الرقيقة والتي عادة ما تكون مغلفة بالجرافيت. يبلغ سمك الرقاقة عُشر سمك شعرة الإنسان، وتأتي على شكل لفات عريضة تشبه ورق التغليف ذي الحجم الصناعي. كل ورقة، إذا تم تفكيكها، ستمتد لمسافة تصل إلى 15 كيلومترًا (9 أميال)، ويمكن أن يؤدي أدنى تمزق أو ثقب إلى خلل في خلية البطارية. وهذا يساعد على وضع تعقيد صناعة البطاريات في منظورها الصحيح. يرتدي العمال في متجر رقائق الأنود في ريدوود مآزر لكامل الجسم مع شبكات للشعر واللحية، ويجب أن يمروا عبر غرفة حيث يتم تفجيرهم بنفاثات الهواء قبل الدخول. يمكن لشعرة واحدة أو ذرة من الأوساخ أن تدمر لفة كاملة من رقائق النحاس.
لم يكن إنتاج رقائق النحاس موجودًا في الولايات المتحدة من قبل. في العام الماضي، قامت شركة Redwood بصنع عينات من القوائم للعملاء المحتملين لاختبارها. وفي الأسابيع المقبلة، ستدخل رقائقها رسميًا إلى سلسلة التوريد لاستخدامها في السيارات الكهربائية الأمريكية، كما قال ستراوبل: "إنها حرفيًا المرة الأولى التي يصنع فيها أي شخص هذه المادة في الولايات المتحدة - على الإطلاق - لبطارية.
تمتلك شركة Redwood حاليًا آلة واحدة لصنع الرقائق يمكنها توفير ما يكفي من النحاس لأكثر من 13,000 سيارة كهربائية طويلة المدى كل عام. تدور أسطوانة تيتانيوم ناعمة تمامًا، بحجم سيارة صغيرة تقريبًا، نصف مغمورة في حمام أزرق لامع من كبريتات النحاس السائلة. عندما يتم صعقه بعشرات الآلاف من الأمبيرات من الكهرباء، تتشكل طبقة حريرية من النحاس من الحمام ويتم لفها بعد ذلك على لفافة طويلة.
وستنضم إلى هذه الأداة قريبًا تسع آلات إضافية، مع المزيد قريبًا في أحد المصانع قيد الإنشاء في ولاية كارولينا الجنوبية. وبحلول عام 2028، سيكون لدى الموقعين 100 آلة قيد التشغيل، مما ينتج عنه ما يكفي من الرقائق كل عام للالتفاف حول الكوكب ست مرات، وفقًا لستروبل.
يحدد الكاثود إلى حد كبير أداء البطارية وتكلفتها وبصمتها البيئية. يستغرق الحصول على الوصفة الصحيحة لمسحوق الكاثود الأسود النهائي سنوات من العمل بالشراكة مع كل مصنع سيشتريه. يجب أن تخضع العينات لجولات عديدة من الاختبار والتأهيل قبل استخدامها في السيارة. في شركة ريدوود، يجب على العاملين في مصنع الكاثود ارتداء بدلات محكمة الغلق بالكامل، بما في ذلك الخوذات المزودة بأنابيب التنفس ومجموعتين من القفازات لضمان وجود حاجز مثالي عند الأكمام.
يعتمد الكثير على أداء الكاثود، لدرجة أنه بمجرد الموافقة على استخدام المنتج من قبل إحدى الشركات المصنعة الكبرى للبطاريات، تميل العلاقة التجارية إلى أن تكون دائمة. قال آندي ليتش، المحلل في شركة "إن هذا هو تقريباً تعريف المخاطر العالية والمكافآت العالية". BloombergNEF. سينتج خط الكاثود الذي بدأت شركة ريدوود تشغيله في شهر مارس، ما يعادل 50 ميجاوات فقط من الكاثود سنويًا. والغرض الأساسي منه هو إجراء اختبارات إضافية مع العملاء قبل تشغيل Redwood للإصدارات العملاقة البالغة 20 جيجاوات في الساعة أواخر العام المقبل.
الطريق إلى الأمام بالنسبة للخشب الأحمر مليء بالتحديات
وقال لاتشلان كاري، مدير البرنامج الأمريكي في RMI: "لقد أمضت الصين 10 سنوات في إعطاء الأولوية بجدية للمركبات الكهربائية، لذا فهي في صدارة اللعبة". "هناك طريق طويل يجب قطعه للحاق بالركب، وهناك الكثير مما يمكن أن يعيق الطريق." لكن وجود ستراوبيل على رأس شركة ريدوود يعد بمثابة نقطة جذب للمستثمرين الذين يرغبون في اتخاذ قفزة ثقة اليوم. لقد كان العقل المدبر وراء استراتيجية بطاريات تيسلا، وساعدت علاقاته من وادي السيليكون إلى وول ستريت الشركة على جمع ملياري دولار من التمويل الخاص وتأمين التزام قرض بقيمة 2 مليار دولار من وزارة الطاقة التي يمكنها الاستفادة منها بمجرد تحقيق معالم معينة.
ومع ذلك، لن تكون شركة إعادة تدوير واحدة في الولايات المتحدة كافية لبناء قاعدة تصنيع أمريكية للمركبات الكهربائية. واعترف ستراوبل بهذه الحقيقة بالإضافة إلى الرياضيات الصعبة التي تنتظرنا. "الحقيقة البسيطة هي أنه من الصعب جدًا القيام بذلك. إنه أمر صادم بالنسبة لي، بالنظر إلى حجم سعة البطارية المتوفرة الآن أو قيد الإنشاء، ومع ذلك يتم استيراد 100 بالمائة من سلسلة التوريد الخاصة بها.
تعد إعادة تدوير البطاريات أحد المجالات التي ستجعل السيارات الكهربائية مستدامة. تقوم شركة Redwood Materials باستعادة 95% من المواد اللازمة لصنع بطاريات السيارات الكهربائية، ويمكن تكرار العملية مرارًا وتكرارًا. جرب ذلك مع زيت المحرك المستعمل الذي يخرج من علبة المرافق لملايين السيارات والشاحنات التقليدية على الطريق. إن إعادة التدوير هي في الواقع القطعة الأخيرة من اللغز التي ستجعل وسائل النقل الشخصية مستدامة بدلاً من تحميلها عبئًا على البيئة.
هل لديك نصيحة لـ CleanTechnica؟ تريد الإعلان؟ هل تريد اقتراح ضيف لبودكاست CleanTech Talk الخاص بنا؟ اتصل بنا هنا.
أحدث فيديو CleanTechnica.TV
[المحتوى جزءا لا يتجزأ]
الإعلانات
يستخدم CleanTechnica الروابط التابعة. انظر سياستنا هنا.
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://cleantechnica.com/2024/04/26/redwood-materials-has-good-news-about-electric-cars/