cleantech

Redwood Materials Punya Kabar Baik Tentang Mobil Listrik – CleanTechnica

Stempel Waktu: 26 April 2024 12: 17 PM
Node Sumber: 2737077

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Mendaftar untuk pembaruan berita harian dari CleanTechnica di email. Atau ikuti kami di Google Berita!

Beberapa hari yang lalu, seorang penulis yang sangat saya hormati menulis sebuah cerita CleanTechnica yang mengungkap litani yang tampaknya tak ada habisnya hal-hal yang salah dengan mobil listrik dari sudut pandang seseorang yang merupakan alat industri bahan bakar fosil. Sebagian besar dari perdebatan tersebut berfokus pada bagaimana baterai untuk mobil listrik membutuhkan sejumlah besar bahan mentah yang harus diambil dari bumi dan disuling – seperti litium, kobalt, dan nikel. Penulis sepertinya mengira bahan-bahan tersebut hanya digunakan untuk membuat mobil listrik, seolah-olah tidak ada produk konsumen lain yang menggunakannya.

Pertentangan terhadap kebohongan yang disebarkan oleh penulis tersebut - yang tentu saja disiarkan oleh Faux News - sedang terjadi di Nevada saat ini. Di sinilah Redwood Materials, perusahaan daur ulang baterai yang didirikan oleh mantan chief technology officer Tesla JB Straubel, mengambil keputusan minggu lalu untuk mulai mendaur ulang baterai lithium-ion dalam skala besar.

Redwood Membuat Bahan Baterai Di AS

Tom Randall dari Bloomberg mengunjungi lokasi tersebut baru-baru ini dan melaporkan bahwa pendaur ulang seperti Redwood Materials pada akhirnya harus menyamai kecepatan pabrik mobil. Misalnya, pabrik Tesla di Fremont, California memproduksi 560,000 EV tahun lalu. Ketika baterai pada mobil-mobil tersebut didaur ulang, mereka akan menghasilkan bahan baterai EV hampir 10 kali lebih banyak dibandingkan seluruh pasar AS yang diproses tahun lalu. Jika para pendaur ulang AS dapat menangani semua hal tersebut, mereka akan mulai menyaingi operasi penambangan tradisional dan pemasok bahan baterai, yang sebagian besar berada di Tiongkok.

“Setelah kami mengubah seluruh armada kendaraan ke kendaraan listrik, dan semua mineral tersebut dikonsumsi, kami hanya perlu mengganti beberapa persen setiap tahunnya yang hilang dalam proses tersebut,” kata Colin Campbell, chief technology officer dan Redwood mantan kepala teknik powertrain di Tesla. “Akan menjadi jelas bagi semua orang bahwa tidak masuk akal lagi untuk menggalinya dari dalam tanah.”

Straubel sendiri mengatakan kepada Randall bahwa Redwood sedang berusaha untuk mematahkan cengkeraman Tiongkok terhadap bahan baterai dengan menciptakan siklus domestik menggunakan logam kritis daur ulang. “Tanggung jawabnya membebani saya,” katanya. “Saya ingat merasakannya pada hari-hari awal di Tesla, ketika pabrikan lain belum melakukan hal yang buruk, dan kami memiliki perasaan yang sangat jelas saat memegang bendera dan berlari ke lapangan dan mengatakan 'EV adalah masa depan!' Kami merasa jika kami gagal, tidak ada yang akan mengikuti. Ini sedikit déjà vu. "

Cara Mendaur Ulang Baterai

Ada tiga pendekatan dasar untuk mendaur ulang baterai, masing-masing memiliki kelemahannya sendiri, kata Randall. Anda dapat membakarnya, yang merupakan pemborosan dan dapat menghasilkan emisi beracun; melarutkannya dalam bahan kimia yang kuat, yang mahal dan menggunakan energi paling banyak; atau memisahkannya secara mekanis, yang dapat memakan banyak tenaga kerja dan berbahaya. Hingga beberapa tahun terakhir, sebagian besar pendaur ulang di AS hanya mengumpulkan baterai dan mengirimkannya ke luar negeri untuk ditangani orang lain.

Redwood meminjam apa yang dianggapnya sebagai bagian paling berguna dari setiap kategori. Proses perusahaan dimulai di area pementasan dalam ruangan tempat segala sesuatu mulai dari earbud dan baterai laptop yang dibuang hingga modul EV dari Chevy Bolts yang ditarik kembali (sekarang kita tahu di mana semua baterai Bolt yang rusak itu berakhir) dibuang ke ban berjalan. Kekacauan yang campur aduk ini dibawa kira-kira 30 kaki ke dalam lubang di dinding tempat ia keluar dari gedung menuju terowongan logam raksasa yang berputar, dijuluki “RC1,” yang digantung tinggi di atas tanah.

RC1 pada dasarnya adalah slow cooker raksasa yang memanggang sampah pada suhu beberapa ratus derajat selama sekitar satu jam, dan mungkin merupakan inovasi terbesar Redwood sejauh ini. Daur ulang tradisional melalui pembakaran menggunakan panas lebih dari 1000º C (1,800º F) untuk memisahkan logam mulia, namun tujuan Redwood pada tahap ini adalah mengawetkan dan menyiapkan bahan untuk langkah selanjutnya dengan cara yang paling efisien.

Yang terpenting, RC1 tidak menggunakan oksigen apa pun. Tidak ada pembakaran dan karenanya tidak ada emisi. Ini hanya mengubah lem, plastik, dan cairan yang tidak diinginkan menjadi arang. Sisa karbon hitam bermutu tinggi dapat dijual untuk digunakan dalam cat hitam dan pelumasan industri.

RC1 juga hanya menggunakan sedikit listrik, yang merupakan kunci untuk menurunkan dampak iklim Redwood. Setelah tungku memanas, energi yang dilepaskan dari baterai akan bertahan dengan sendirinya. Anggap saja sebagai versi api baterai yang terkontrol dan bergerak lambat, berjalan tanpa henti siang dan malam, minggu demi minggu. Ini dengan aman melepaskan muatan baterai apa pun yang dapat menimbulkan bahaya bagi pekerja, sekaligus menghancurkan bahan-bahan yang mengikat mineral-mineral utama. (Dalam beberapa hal, prosesnya terdengar agak mirip dengan caranya biochar terbuat.)

Setelah meninggalkan RC1, baterai hangus melewati mesin yang menyaring material melalui layar. Magnet yang kuat digunakan untuk mengisolasi bahan tertentu. Debu kaya mineral yang tersisa, yang dikenal sebagai massa hitam, dicampur ke dalam bubur pelarut dan dimasukkan ke dalam bangunan lain yang menyerupai tempat pembuatan bir besar, dengan tangki baja tahan karat yang menjulang tinggi yang menggunakan bahan kimia, tekanan, filter, dan penguapan untuk memisahkan produk menjadi elemen inti mereka.

Redwood Menciptakan Seiring Berjalannya Waktu

Daur ulang baterai masih merupakan teknologi baru dan Redwood Materials terus menciptakan proses tersebut seiring berjalannya waktu. Sebuah tim eksekutif yang dipilih dari jajaran insinyur teratas Tesla telah mengubah proses daur ulang baterai demi kecepatan dan efisiensi lingkungan bahkan ketika proses tersebut berkembang pada skala industri. Apa yang dilakukan Redwood menarik minat para peneliti di Stanford yang diberi akses terhadap data oleh Redwood. Selama dua tahun terakhir, tim Stanford telah melakukan penilaian lingkungan terhadap proses daur ulang baterai Redwood.

Namun ketika para peneliti selesai menganalisis bagian dari proses Redwood, mereka menemukan hal tersebut prosesnya telah berubah, kata Will Tarpeh, asisten profesor teknik kimia dan salah satu penulis senior makalah tersebut. “Dari bulan ke bulan, mereka selalu melakukan penyesuaian,” kata Tarpeh kepada Randall. “Itu membuatnya menantang namun sungguh luar biasa untuk dilihat. Mereka menavigasi dengan sangat baik dunia di mana segala sesuatunya berubah dengan sangat cepat.”

Laporan Stanford, yang masih dalam tahap tinjauan sejawat, menemukan bahwa operasi daur ulang dan pemurnian Redwood mengurangi emisi karbon dioksida sebesar 70% dibandingkan dengan metode daur ulang tradisional dan 40% dibandingkan dengan proses daur ulang lainnya. Penghematan ini bahkan lebih besar lagi ketika Redwood menangani produksi barang bekas, yang saat ini merupakan setengah dari bahan yang tersedia untuk didaur ulang.

Masukkan beberapa dolar sebulan ke membantu mendukung cakupan teknologi bersih yang independen yang membantu mempercepat revolusi teknologi bersih!

Cara Membuat Baterai

Grafik Bloomberg Artikel berisi banyak informasi dasar tentang cara pembuatan baterai yang mungkin belum menjadi pengetahuan umum, bahkan sampai yang canggih sekalipun CleanTechnica pembaca. Cawan suci bagi setiap pendaur ulang baterai adalah memproduksi komponen mahal yang digunakan untuk katoda dan anoda baterai, tulis Randall. Kedua produk tersebut saat ini hampir seluruhnya diproduksi di Asia.

Anoda terbuat dari kertas tembaga halus yang biasanya dilapisi dengan grafit. Foil ini memiliki ketebalan sepersepuluh rambut manusia dan berbentuk gulungan lebar yang terlihat seperti kertas kado ukuran industri. Setiap lembar, jika terurai, akan meregang hingga 15 kilometer (9 mil), dan robekan atau tusukan sekecil apa pun dapat menyebabkan kerusakan sel baterai. Hal ini membantu menempatkan kompleksitas pembuatan baterai ke dalam perspektif. Para pekerja di toko foil anoda Redwood mengenakan baju pelindung seluruh tubuh dengan jaring rambut dan janggut dan harus melewati ruangan tempat mereka disemprotkan dengan jet udara sebelum masuk. Sehelai rambut atau setitik kotoran pun dapat merusak seluruh gulungan kertas tembaga.

Produksi foil tembaga belum pernah ada di AS sebelumnya. Selama setahun terakhir, Redwood telah membuat sampel gulungan untuk diuji oleh calon pelanggan. Dalam beberapa minggu mendatang, foilnya akan secara resmi memasuki rantai pasokan untuk digunakan pada kendaraan listrik Amerika, Straubel berkata, “Ini benar-benar pertama kalinya ada orang yang membuat bahan tersebut di AS — selamanya — untuk baterai.

Redwood saat ini memiliki satu mesin pembuat foil yang dapat memasok cukup tembaga untuk lebih dari 13,000 mobil listrik jarak jauh setiap tahunnya. Drum titanium yang sangat halus, kira-kira seukuran mobil kecil, berputar setengah terendam dalam bak tembaga sulfat cair berwarna biru cerah. Saat disetrum dengan puluhan ribu ampere listrik, lembaran tembaga halus terbentuk dari bak mandi dan kemudian dibungkus menjadi gulungan panjang.

Alat tersebut akan segera dilengkapi dengan sembilan mesin tambahan, dan mesin lainnya akan segera hadir di pabrik sedang dibangun di Carolina Selatan. Pada tahun 2028, kedua lokasi tersebut akan memiliki 100 mesin yang beroperasi, menghasilkan cukup kertas setiap tahunnya untuk mengelilingi planet ini sebanyak enam kali, menurut Straubel.

Katoda sangat menentukan kinerja baterai, biaya, dan dampak lingkungan. Mendapatkan resep yang tepat untuk bubuk katoda hitam akhir membutuhkan kerja sama bertahun-tahun dengan setiap produsen yang akan membelinya. Sampel harus menjalani banyak putaran pengujian dan kualifikasi sebelum digunakan di dalam mobil. Di Redwood, pekerja di pabrik katoda harus mengenakan pakaian yang tertutup rapat, termasuk helm dengan tabung pernapasan dan dua set sarung tangan untuk memastikan pelindung sempurna di bagian lengan.

Kinerja katoda sangat bergantung pada kinerja sehingga setelah suatu produk disetujui untuk digunakan oleh produsen baterai besar, hubungan komersialnya cenderung permanen. “Ini hampir seperti definisi risiko tinggi, imbalan tinggi,” kata Andy Leach, analis di BloombergNEF. Jalur katoda yang ditugaskan Redwood pada bulan Maret hanya akan menghasilkan katoda senilai 50 megawatt per tahun. Tujuan utamanya adalah untuk melakukan pengujian tambahan dengan pelanggan sebelum Redwood meluncurkan versi raksasa 20 gigawatt-jam pada akhir tahun depan.

Jalan ke Depan Bagi Redwood Menantang

“Tiongkok sudah 10 tahun memprioritaskan kendaraan listrik secara serius, jadi mereka sudah berada di depan,” kata Lachlan Carey, manajer program AS di RMI. “Masih banyak jalan yang harus ditempuh untuk mengejar ketertinggalan dan banyak hal yang dapat menghalangi.” Namun kehadiran Straubel di Redwood adalah nilai jual bagi investor yang ingin mengambil lompatan besar saat ini. Dia adalah dalang di balik strategi baterai Tesla, dan koneksinya dari Silicon Valley hingga Wall Street membantu perusahaan tersebut mengumpulkan dana swasta sebesar $2 miliar dan mendapatkan komitmen pinjaman sebesar $2 miliar dari Departemen Energi yang dapat dimanfaatkan setelah pencapaian tertentu tercapai.

Namun, satu pendaur ulang di AS tidak akan cukup untuk membangun basis manufaktur kendaraan listrik di AS. Straubel mengakui kenyataan itu serta perhitungan yang menakutkan di masa depan. “Sebenarnya hal ini adalah hal yang sangat sulit untuk dilakukan. Bagi saya ini sangat mengejutkan, mengingat banyaknya kapasitas baterai yang saat ini tersedia atau sedang dibuat, namun 100 persen rantai pasokannya masih diimpor.”

Daur ulang baterai adalah salah satu bidang yang akan membuat kendaraan listrik berkelanjutan. Redwood Materials mengambil kembali 95% bahan yang dibutuhkan untuk membuat baterai EV, dan prosesnya dapat diulangi berulang kali. Cobalah dengan oli motor bekas yang keluar dari bak mesin jutaan mobil dan truk konvensional di jalan raya. Daur ulang benar-benar merupakan bagian terakhir dari teka-teki yang akan menjadikan transportasi pribadi berkelanjutan dan bukannya membebani lingkungan.

Punya tip untuk CleanTechnica? Ingin beriklan? Ingin menyarankan tamu untuk podcast CleanTech Talk kami? Hubungi kami di sini.