Redwood Materials ma dobre wieści na temat samochodów elektrycznych – CleanTechnica

Zapisz się na codzienne aktualizacje wiadomości z CleanTechnica na e-mail. Lub śledź nas w Google News!

Kilka dni temu pisarz, którego darzę najwyższym szacunkiem, napisał opowiadanie CleanTechnica które odsłoniły pozornie niekończącą się litanię rzeczy, które są nie tak z samochodami elektrycznymi z perspektywy kogoś, kto jest narzędziem przemysłu paliw kopalnych. Duża część tego wystąpienia skupiała się na tym, że akumulatory do samochodów elektrycznych wymagają dużych ilości surowców, które należy wydobyć z Ziemi i poddać rafinacji – takich jak lit, kobalt i nikiel. Autor zdawał się sądzić, że te materiały służą wyłącznie do budowy samochodów elektrycznych, tak jakby nie wykorzystywały ich żadne inne produkty konsumenckie.

Kontrapunkt dla kłamstw rozpowszechnianych przez tego autora – które oczywiście nagłośniła Faux News – dzieje się właśnie w Nevadzie. Właśnie tam Redwood Materials, firma zajmująca się recyklingiem akumulatorów, założona przez byłego dyrektora ds. technologii Tesli, JB Straubela, w zeszłym tygodniu włączyła przełącznik, aby rozpocząć recykling akumulatorów litowo-jonowych na dużą skalę.

Redwood produkuje materiały do ​​akumulatorów w USA

Tom Randall z Bloomberg odwiedził niedawno tę witrynę i poinformował, że firmy zajmujące się recyklingiem, takie jak Redwood Materials, będą w końcu musiały dotrzymać kroku fabrykom samochodów. Na przykład fabryka Tesli we Fremont w Kalifornii wyprodukowała w ubiegłym roku 560,000 10 pojazdów elektrycznych. Kiedy akumulatory w tych samochodach zostaną poddane recyklingowi, powstanie prawie XNUMX razy więcej materiału z akumulatorów pojazdów elektrycznych niż cały rynek amerykański przetworzony w zeszłym roku. Jeśli amerykańskie firmy zajmujące się recyklingiem poradzą sobie z tym wszystkim, zaczną konkurować z tradycyjnymi przedsiębiorstwami wydobywczymi i dostawcami materiałów do akumulatorów, z których większość ma siedzibę w Chinach.

„Kiedy już zmienimy całą flotę pojazdów na elektryczne i wszystkie minerały zostaną zużyte, co roku będziemy musieli uzupełniać jedynie kilka procent utraconych w tym procesie” – powiedział Colin Campbell, dyrektor ds. technologii w Redwood i były szef inżynierii układów napędowych w Tesli. „Dla wszystkich stanie się oczywiste, że nie ma już sensu wykopywać tego z ziemi”.

Sam Straubel powiedział Randallowi, że Redwood próbuje przełamać chińską kontrolę nad materiałami akumulatorowymi, tworząc krajowy obieg z wykorzystaniem metali krytycznych pochodzących z recyklingu. „Ta odpowiedzialność na mnie ciąży” – powiedział. „Pamiętam, że czułem to na początku pracy w Tesli, kiedy inni producenci nie zrobili jeszcze nic złego, i mieliśmy bardzo wyraźne poczucie, że trzymamy flagę, wybiegamy w teren i mówimy: „EV to przyszłość!”. Czuliśmy, że jeśli nam się nie uda, cóż, nikt nie będzie za nami podążał. To jest trochę Déjà vu".

Jak poddać recyklingowi baterię

Randall twierdzi, że istnieją trzy podstawowe podejścia do recyklingu akumulatorów, każde z nich ma swoje wady. Można je spalić, co jest marnotrawstwem i może powodować toksyczne emisje; rozpuścić je w silnych środkach chemicznych, co jest drogie i zużywa najwięcej energii; lub oddzielić je mechanicznie, co może być pracochłonne i niebezpieczne. Do ostatnich kilku lat większość amerykańskich firm zajmujących się recyklingiem po prostu rozdrabniała akumulatory i wysyłała je za granicę, aby ktoś inny się nimi zajął.

Redwood pożycza to, co uważa za najbardziej przydatne z każdej kategorii. Proces firmy rozpoczyna się w pomieszczeniu przejściowym, gdzie wszystko, od wyrzuconych słuchawek dousznych i baterii do laptopów po moduły EV z wycofanych Chevy Bolts (teraz wiemy, gdzie trafiły wszystkie te wadliwe baterie Bolt), jest zrzucane na przenośnik taśmowy. Pomieszany bałagan jest przenoszony na wysokość około 30 stóp do dziury w ścianie, skąd wychodzi z budynku do gigantycznego, wirującego metalowego tunelu, zwanego „RC1”, zawieszonego wysoko nad ziemią.

RC1 to w zasadzie ogromna wolnowar, który piecze śmieci w temperaturze kilkuset stopni przez około godzinę i jest prawdopodobnie największą dotychczasową innowacją firmy Redwood. Tradycyjny recykling poprzez spalanie wykorzystuje ciepło znacznie przekraczające 1000°C (1,800°F) do oddzielenia metali szlachetnych, ale celem firmy Redwood na tym etapie jest zachowanie i przygotowanie materiałów do kolejnych etapów w najbardziej efektywny sposób.

Co najważniejsze, RC1 nie wykorzystuje tlenu. Nie ma spalania, a zatem nie ma emisji. Po prostu redukuje kleje, tworzywa sztuczne i niepożądane płyny do postaci węgla drzewnego. Pozostały wysokiej jakości czarny węgiel można sprzedać do wykorzystania w czarnych farbach i smarach przemysłowych.

RC1 zużywa także zaskakująco mało energii elektrycznej, co jest kluczem do ograniczenia wpływu Redwood na klimat. Gdy piec się nagrzeje, energia uwalniana z akumulatorów jest samowystarczalna. Pomyśl o tym jak o kontrolowanej, zwolnionej wersji pożaru baterii, działającej bez przerwy dzień i noc, tydzień po tygodniu. Bezpiecznie uwalnia ładunek w akumulatorach, który może stanowić zagrożenie dla pracowników, jednocześnie rozkładając elementy wiążące kluczowe minerały. (Pod pewnymi względami proces ten brzmi nieco podobnie do sposobu biowęgiel jest zrobione.)

Po opuszczeniu RC1 zwęglone akumulatory przechodzą przez maszyny, które przesiewają materiał przez sita. Do izolowania niektórych materiałów stosuje się silne magnesy. Pozostały bogaty w minerały pył, zwany czarną masą, miesza się z zawiesiną rozpuszczalników i wprowadza do innego budynku przypominającego duży browar piwny, z wysokimi zbiornikami ze stali nierdzewnej, w których wykorzystuje się chemikalia, ciśnienie, filtry i parowanie do oddzielania produktów na ich podstawowe elementy.

Redwood wymyśla na bieżąco

Recykling baterii to wciąż nowa technologia, a firma Redwood Materials stale opracowuje ten proces. Zespół wykonawczy wywodzący się z czołowych inżynierów Tesli udoskonala proces recyklingu akumulatorów pod kątem szybkości i efektywności środowiskowej, nawet w miarę rozszerzania się go na skalę przemysłową. To, co robi Redwood, zainteresowało badaczy ze Stanford, którzy uzyskali dostęp do danych. W ciągu ostatnich dwóch lat zespół ze Stanford przeprowadził ocenę środowiskową procesu recyklingu akumulatorów Redwood.

Ale zanim badacze zakończyli analizę części procesu Redwood, odkryli proces się zmienił, powiedział Will Tarpeh, adiunkt inżynierii chemicznej i jeden z głównych autorów artykułu. „Z miesiąca na miesiąc ciągle coś poprawiali” – powiedział Tarpeh Randallowi. „To sprawiło, że było to trudne, ale fantastycznie było to zobaczyć. Bardzo dobrze radzą sobie w świecie, w którym wszystko zmienia się bardzo szybko.

Z raportu Stanforda, który jest nadal poddawany ocenie, wynika, że ​​operacje recyklingu i rafinacji Redwood zmniejszają emisję dwutlenku węgla o 70% w porównaniu z tradycyjnymi metodami recyklingu i o 40% w porównaniu z innymi procesami recyklingu. Oszczędności były jeszcze większe, gdy firma Redwood zajmowała się złomem produkcyjnym, który obecnie stanowi mniej więcej połowę materiałów dostępnych do recyklingu.

Zainwestuj kilka dolarów miesięcznie pomóż w utrzymaniu niezależnego zasięgu cleantech co pomaga przyspieszyć rewolucję cleantech!

Jak zrobić baterię

Połączenia Bloomberg artykuł zawiera wiele podstawowych informacji na temat produkcji akumulatorów, które być może nie są powszechnie znane, a nawet wyrafinowane CleanTechnica czytelnicy. Świętym Graalem każdego podmiotu zajmującego się recyklingiem akumulatorów jest produkcja kosztownych komponentów, z których powstają katody i anody akumulatorów, pisze Randall. Obydwa produkty są dziś produkowane niemal w całości w Azji.

Anody wykonane są z delikatnej folii miedzianej, która zazwyczaj jest pokryta grafitem. Folia ma jedną dziesiątą grubości ludzkiego włosa i jest dostarczana w szerokich rolkach, które wyglądają jak papier do pakowania o wymiarach przemysłowych. Każdy arkusz po rozplątaniu rozciągałby się na długość do 15 kilometrów (9 mil), a najmniejsze rozdarcie lub przebicie mogłoby spowodować uszkodzenie ogniwa akumulatora. Pomaga to spojrzeć na złożoność wytwarzania akumulatorów z odpowiedniej perspektywy. Pracownicy fabryki folii anodowej w Redwood noszą kombinezony zakrywające całe ciało z siatkami na włosy i brodę i przed wejściem muszą przejść przez komorę, w której są przedmuchiwani strumieniami powietrza. Pojedynczy zbłąkany włos lub plamka brudu może zniszczyć całą rolkę folii miedzianej.

Produkcja folii miedzianej nigdy wcześniej nie istniała w USA. Przez ostatni rok firma Redwood produkowała próbki rolek, które potencjalni klienci mogli przetestować. W nadchodzących tygodniach folie tej firmy oficjalnie wejdą do łańcucha dostaw i będą stosowane w amerykańskich pojazdach elektrycznych, powiedział Straubel: „To dosłownie pierwszy raz, kiedy ktoś w USA wyprodukował taki materiał do produkcji akumulatora.

Firma Redwood posiada obecnie jedną maszynę do produkcji folii, która może rocznie dostarczyć wystarczającą ilość miedzi dla ponad 13,000 XNUMX samochodów elektrycznych dalekiego zasięgu. Idealnie gładki tytanowy bęben, mniej więcej wielkości małego samochodu, wiruje do połowy zanurzony w jasnoniebieskiej kąpieli z ciekłego siarczanu miedzi. Pod wpływem prądu o natężeniu dziesiątek tysięcy amperów z kąpieli tworzy się jedwabista warstwa miedzi, którą następnie owija się w długą rolkę.

Wkrótce do narzędzia tego dołączy dziewięć dodatkowych maszyn, a wkrótce kolejne pojawią się w fabryce w budowie w Południowej Karolinie. Według Straubela do 2028 r. w obu lokalizacjach będzie działać 100 maszyn, produkujących każdego roku ilość folii, która wystarczyłaby na sześciokrotne owinięcie planety.

Katoda w dużej mierze determinuje wydajność, koszt i wpływ baterii na środowisko. Opracowanie właściwej receptury końcowego proszku czarnej katody wymaga lat pracy we współpracy z każdym producentem, który go kupi. Próbki muszą przejść wiele rund testów i kwalifikacji, zanim zostaną użyte w samochodzie. W Redwood pracownicy fabryki katod muszą nosić całkowicie szczelne kombinezony, w tym hełmy z rurkami do oddychania i dwa zestawy rękawiczek, aby zapewnić doskonałą barierę w rękawach.

Tak wiele zależy od wydajności katody, że gdy produkt zostanie zatwierdzony do użytku przez głównego producenta akumulatorów, relacja handlowa zwykle ma charakter trwały. „To prawie definicja wysokiego ryzyka i wysokiej nagrody” – powiedział Andy Leach, analityk w firmie BloombergNEF. Linia katodowa, którą Redwood uruchomił w marcu, będzie produkować katodę o mocy zaledwie 50 megawatów rocznie. Jego głównym celem jest przeprowadzenie dodatkowych testów z klientami, zanim firma Redwood włączy pod koniec przyszłego roku gigantyczne wersje o mocy 20 gigawatogodzin.

Droga naprzód dla Redwood jest wymagająca

„Chiny od 10 lat poważnie traktują pojazdy elektryczne jako priorytet, więc są tuż przed konkurencją” – powiedział Lachlan Carey, kierownik programu na USA w RMI. „Przed nami bardzo długa droga, aby nadrobić zaległości i wiele rzeczy może stanąć na przeszkodzie”. Jednak posiadanie Straubela na czele Redwood jest zaletą dla inwestorów, którzy już dziś chcą dokonać skoku wiary. Był mózgiem strategii Tesli dotyczącej akumulatorów, a jego powiązania z Doliny Krzemowej z Wall Street pomogły firmie zebrać 2 miliardy dolarów z prywatnego finansowania i zabezpieczyć pożyczkę o wartości 2 miliardów dolarów od Departamentu Energii, z której będzie mogła skorzystać po osiągnięciu określonych kamieni milowych.

Jednak jeden podmiot zajmujący się recyklingiem w USA nie wystarczy, aby zbudować amerykańską bazę produkcyjną pojazdów elektrycznych. Straubel zdawał sobie sprawę z tej rzeczywistości i czekającej ją trudnej matematyki. „Prosta prawda jest taka, że ​​jest to cholernie trudne zadanie. To dla mnie po prostu szokujące, biorąc pod uwagę, jak duża pojemność akumulatorów jest obecnie dostępna lub jest w budowie, a mimo to 100 procent łańcucha dostaw firmy jest importowane”.

Recykling akumulatorów to jeden z obszarów, który sprawi, że pojazdy elektryczne będą zrównoważone. Firma Redwood Materials odzyskuje 95% materiałów potrzebnych do produkcji akumulatorów pojazdów elektrycznych, a proces ten można powtarzać w kółko. Spróbuj tego ze zużytym olejem silnikowym wydobywającym się ze skrzyni korbowej milionów konwencjonalnych samochodów osobowych i ciężarowych poruszających się po drogach. Recykling to naprawdę ostatni element układanki, który sprawi, że transport osobisty będzie zrównoważony i nie będzie obciążeniem dla środowiska.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://cleantechnica.com/2024/04/26/redwood-materials-has-good-news-about-electric-cars/