Redwood Materials har goda nyheter om elbilar – CleanTechnica

Anmäl dig för dagliga nyhetsuppdateringar från CleanTechnica på e-post. Eller följ oss på Google Nyheter!

För några dagar sedan skrev en författare som jag värdesätter en berättelse för CleanTechnica som avslöjade den till synes oändliga litanien av saker som är fel på elbilar ur perspektivet av någon som är ett verktyg för fossilbränsleindustrin. Mycket av denna screed fokuserade på hur batterierna för elbilar kräver stora mängder råmaterial som måste avlägsnas från jorden och förädlas - saker som litium, kobolt och nickel. Författaren verkade tro att dessa material bara används för att bygga elbilar, som om inga andra konsumentprodukter använder dem.

Kontrapunkten till lögnerna som den författaren säljer – som naturligtvis sändes av Faux News – sker i Nevada just i detta ögonblick. Det var där Redwood Materials, batteriåtervinningsföretaget grundat av Teslas tidigare teknikchef JB Straubel, vred om strömbrytaren den senaste veckan för att börja återvinna litiumjonbatterier i stor skala.

Redwood tillverkar batterimaterial i USA

Tom Randall från Direkt besökte sajten nyligen och rapporterade att återvinningsföretag som Redwood Materials så småningom kommer att behöva matcha takten på bilfabrikerna. Till exempel tillverkade Tesla-fabriken i Fremont, Kalifornien 560,000 10 elbilar förra året. När batterierna i dessa bilar återvinns kommer de att skapa nästan XNUMX gånger så mycket EV-batterimaterial som hela den amerikanska marknaden bearbetade förra året. Om amerikanska återvinningsföretag kan hantera allt detta, skulle de börja konkurrera med traditionell gruvdrift och leverantörer av batterimaterial, av vilka de flesta finns i Kina.

"När vi har bytt över hela fordonsflottan till elektriska, och alla dessa mineraler konsumeras, behöver vi bara ersätta ett par procent varje år som går förlorade i processen", säger Colin Campbell, Redwoods tekniska chef och den tidigare chefen för drivlinateknik på Tesla. "Det kommer att bli uppenbart för alla att det inte är meningsfullt att gräva upp det ur marken längre."

Straubel själv berättade för Randall att Redwood försöker bryta Kinas strypgrepp på batterimaterial genom att skapa en inhemsk slinga med återvunna kritiska metaller. "Ansvaret tynger mig", sa han. "Jag minns att jag kände det i de tidiga dagarna på Tesla, när de andra tillverkarna inte hade gjort skit ännu, och vi hade en mycket påtaglig känsla av att hålla flaggan och springa ut på fältet och säga "Elbilar är framtiden!" Vi kände att om vi misslyckades, ja, ingen kommer att följa efter. Det här är lite sett. "

Hur man återvinner ett batteri

Det finns tre grundläggande metoder för att återvinna batterier, var och en med sina egna nackdelar, säger Randall. Du kan bränna dem, vilket är slösaktigt och kan resultera i giftiga utsläpp; lös upp dem i starka kemikalier, vilket är dyrt och använder mest energi; eller separera dem mekaniskt, vilket kan vara arbetsintensivt och farligt. Fram till de senaste åren har de flesta amerikanska återvinningsföretag helt enkelt malt batterier och skickat dem utomlands för någon annan att ta itu med.

Redwood lånar vad den ser som de mest användbara bitarna från varje kategori. Företagets process startar i ett inomhusutrymme där allt från kasserade öronsnäckor och batterier till bärbara datorer till EV-moduler från återkallade Chevy Bolts (nu vet vi var alla de defekta Bolt-batterierna hamnade) dumpas på ett transportband. Den röriga röran bärs ungefär 30 fot upp till ett hål i väggen där den går ut ur byggnaden in i en gigantisk rörande metalltunnel, kallad "RC1", upphängd högt över marken.

RC1 är i grunden en enorm slow cooker som bakar skräpet i flera hundra grader i ungefär en timme, och är kanske Redwoods största innovation hittills. Traditionell återvinning genom förbränning använder värme långt över 1000ºC (1,800ºF) för att separera ut ädla metaller, men Redwoods mål i detta skede är att bevara och förbereda materialen för nästa steg på det mest effektiva sättet.

Det viktigaste är att RC1 inte använder något syre. Det finns ingen förbränning och därför inga utsläpp. Det reducerar helt enkelt lim, plast och oönskade vätskor till träkol. Det högkvalitativa svarta kolet som blir över kan säljas för användning i svarta färger och industriell smörjning.

RC1 använder också förvånansvärt lite el, vilket är nyckeln till att minska Redwoods klimatpåverkan. När ugnen värms upp är energin som frigörs från batterierna självförsörjande. Se det som en kontrollerad, slow motion-version av en batteribrand, som körs nonstop dag och natt, vecka efter vecka. Det släpper på ett säkert sätt laddningen i alla batterier som kan utgöra en fara för arbetare, samtidigt som den bryter ner de saker som binder samman viktiga mineraler. (I vissa avseenden låter processen vagt lik hur biochar är gjord.)

Efter att ha lämnat RC1 passerar de förkolnade batterierna genom maskiner som siktar materialet genom skärmar. Kraftfulla magneter används för att isolera vissa material. Det återstående mineralrika dammet, känd som svart massa, blandas i en slurry av lösningsmedel och matas in i en annan byggnad som liknar ett stort ölbryggeri, med höga tankar av rostfritt stål som använder kemikalier, tryck, filter och förångning för att separera produkter i deras kärnelement.

Redwood uppfinner allt eftersom

Att återvinna batterier är fortfarande ny teknik och Redwood Materials uppfinner processen allt eftersom. Ett ledningsteam från Teslas högsta ingenjörsled har justerat batteriåtervinningsprocessen för snabbhet och miljöeffektivitet även när den expanderar i industriell skala. Vad Redwood gör väckte intresse hos forskare vid Stanford som fick tillgång till data av Redwood. Under de senaste två åren har Stanford-teamet genomfört en miljöbedömning av Redwood-batteriåtervinningsprocessen.

Men när forskarna var klara med att analysera en del av Redwood-processen upptäckte de processen hade förändrats, sade Will Tarpeh, biträdande professor i kemiteknik och en av tidningens seniorförfattare. "Månad till månad justerade de alltid," sa Tarpeh till Randall. "Det gjorde det utmanande men det var fantastiskt att se. De navigerar väldigt bra genom en värld där allt förändras väldigt snabbt.”

Stanford-rapporten, som fortfarande är under peer review, fann att Redwood-återvinnings- och raffineringsverksamheten minskade koldioxidutsläppen med 70 % jämfört med traditionella återvinningsmetoder och 40 % jämfört med andra återvinningsprocesser. Besparingarna var ännu större när Redwood sysslade med tillverkningsskrot, som för närvarande utgör ungefär hälften av det material som finns tillgängligt för återvinning.

Chip in några dollar i månaden för att hjälpa till att stödja oberoende cleantech-täckning som hjälper till att accelerera cleantech-revolutionen!

Hur man gör ett batteri

Smakämnen Direkt artikeln innehåller mycket grundläggande information om hur batterier tillverkas som kanske inte är allmänt känt, inte ens för sofistikerad CleanTechnica läsare. Den heliga gralen för alla batteriåtervinnare är att producera de dyra komponenterna som går in i batterikatoder och anoder, skriver Randall. Båda produkterna tillverkas idag nästan helt i Asien.

Anoder är gjorda av känslig kopparfolie som vanligtvis är belagd med grafit. Folien är en tiondel av tjockleken på ett människohår och kommer i breda rullar som ser ut som omslagspapper i industriell storlek. Varje ark, uppravat, skulle sträcka sig i upp till 15 kilometer (9 miles), och den minsta rivning eller punktering kan leda till en defekt battericell. Det hjälper till att sätta komplexiteten i att tillverka batterier i perspektiv. Arbetare på Redwood anodfoliebutik bär helkroppsoveraller med hår- och skäggnät och måste passera genom en kammare där de sprängs med luftstrålar innan de går in. Ett enda vilande hår eller smuts kan förstöra en hel rulle kopparfolie.

Kopparfolietillverkning har aldrig funnits i USA tidigare. Redwood har under det senaste året gjort provrullar för potentiella kunder att testa. Under de kommande veckorna kommer dess folier officiellt in i leveranskedjan för att användas i amerikanska elbilar, sa Straubel, "Det är bokstavligen första gången någon har gjort det materialet i USA - någonsin - för ett batteri.

Redwood har för närvarande en enda folietillverkningsmaskin som kan leverera tillräckligt med koppar för mer än 13,000 XNUMX elbilar med lång räckvidd varje år. En perfekt slät titantrumma, ungefär lika stor som en liten bil, snurrar halvt nedsänkt i ett klarblått bad av flytande kopparsulfat. När det blir zappad med tiotusentals ampere elektricitet, bildas en silkeslen kopparskiva från badet och lindas sedan in på en lång rulle.

Det verktyget kommer snart att få sällskap av nio ytterligare maskiner, och fler kommer inom kort på en fabrik under uppbyggnad i South Carolina. År 2028 kommer de två platserna att ha 100 maskiner i drift, som producerar tillräckligt med folie varje år för att svepa runt planeten sex gånger, enligt Straubel.

Katoden bestämmer till stor del ett batteris prestanda, kostnad och miljöavtryck. Att få rätt recept för det slutliga svarta katodpulvret tar år av arbete i samarbete med varje tillverkare som kommer att köpa det. Prover måste genomgå många omgångar av testning och kvalificering innan de används i en bil. På Redwood måste arbetare på katodfabriken ta på sig helt slutna dräkter, inklusive hjälmar med andningsslangar och två uppsättningar handskar för att säkerställa en perfekt barriär vid ärmarna.

Så mycket beror på katodprestanda att när en produkt har godkänts för användning av en stor batteritillverkare, tenderar det kommersiella förhållandet att vara permanent. "Det är nästan definitionen av hög risk, hög belöning", säger Andy Leach, analytiker på BloombergNEF. Katodlinjen som Redwood tog i bruk i mars kommer att producera endast 50 megawatt katod per år. Dess primära syfte är att utföra ytterligare tester med kunder innan Redwood sätter på de gigantiska 20 gigawatt-timmarsversionerna sent nästa år.

Vägen framåt för Redwood är utmanande

"Kina har haft 10 år av att seriöst prioritera elbilar, så de ligger precis före spelet", säger Lachlan Carey, amerikansk programchef på RMI. "Det är en jäkla lång väg kvar att komma ikapp och mycket som kan komma i vägen." Men att ha Straubel vid rodret i Redwood är ett försäljningsargument för investerare som vill ta ett steg i tro idag. Han var hjärnan bakom Teslas batteristrategi, och hans kontakter från Silicon Valley till Wall Street hjälpte företaget att samla in 2 miljarder dollar i privat finansiering och säkra ett låneåtagande på 2 miljarder dollar från energidepartementet som det kan utnyttja när vissa milstolpar har uppnåtts.

En återvinnare i USA räcker dock inte för att bygga en amerikansk tillverkningsbas för elbilar. Straubel erkände den verkligheten såväl som den skrämmande matematiken som ligger framför oss. "Den enkla sanningen är att det är en jävligt svår sak att göra. Det är bara chockerande för mig, med tanke på hur mycket batterikapacitet som antingen är online nu eller håller på att byggas, och ändå är 100 procent av dess leveranskedja importerad.”

Batteriåtervinning är ett av de områden som kommer att göra elfordon hållbara. Redwood Materials återvinner 95 % av de material som behövs för att tillverka elbilsbatterier, och processen kan upprepas om och om igen. Prova det med den använda motoroljan som kommer ut ur vevhuset på miljontals konventionella bilar och lastbilar på vägen. Återvinning är verkligen den sista pusselbiten som kommer att göra personliga transporter hållbara istället för att belasta miljön.

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrka dig själv. Tillgång här.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Platoesg. Kol, CleanTech, Energi, Miljö, Sol, Avfallshantering. Tillgång här.
• PlatoHealth. Biotech och kliniska prövningar Intelligence. Tillgång här.
• Källa: https://cleantechnica.com/2024/04/26/redwood-materials-has-good-news-about-electric-cars/