Vprašanje brez odgovora: Kam z vsemi odpadnimi baterijami?

General Motors je v začetku leta napovedal, da namerava do leta 2035 prenehati prodajati vozila, ki jih poganjajo fosilna goriva. Audi jih bo prenehal proizvajati do leta 2033, temu pa sledijo tudi številna druga velika avtomobilska podjetja. Po nekaterih podatkih bodo do leta 2040 kar dve tretjini vseh prodanih osebnih vozil na svetu predstavljala vozila na električni pogon.

Sliši se lepo in okolju prijazno, vendar je meč elektrifikacije vozil očitno dvorezen. Namreč ob vsem tem napredku in inovacijah na področju shranjevanja električne baterije, se pojavlja vprašanje, kaj bomo storili z vsemi starimi, odpadnimi in nedelujočimi baterijami.

Napredek lahko reši nekatere težave in ustvari druge

Po podatkih Bloomberga bosta do leta 2040 dve tretjini svetovne prodaje osebnih vozil na električni pogon. Čeprav se elektrifikacija morda sliši kot idealna pot do trajnostne energije in trajnostnega cestnega prometa, se pojavi ena velika težava, navaja BBC Future. Trenutno se v električnih vozilih in t. i. mega baterijah, ki se uporabljajo za shranjevanje energije iz obnovljivih virov, običajno uporabljajo litij-ionske (Li) baterije, ki pa jih je težko reciklirati.

V povprečnem obratu za recikliranje baterij se deli baterij zdrobijo v prah, nato pa se ta prah stopi ali raztopi v kislini. Toda Li baterije so sestavljene iz veliko različnih delov, ki lahko eksplodirajo, če niso pravilno razstavljeni. In tudi če so Li baterije varno razstavljene, njenih delov ni enostavno ponovno uporabiti.

»Trenutna metoda, pri kateri se vse preprosto razdrobi in poskuša očistiti kompleksno mešanico, vodi v drage postopke z izdelki nizke vrednosti,« pravi Andrew Abbott, fizikalni kemik z angleške Univerze v Leicesterju. Zato je recikliranje dražje kot pridobivanje litija za izdelavo novih baterij. Ker so obsežni in poceni načini za recikliranje Li baterij še vedno v zaostanku, se na svetu reciklira le približno pet odstotkov litijskih baterij, kar pomeni, da se večina preprosto zavrže, navaja BBC Future.

Trenutne pomanjkljivosti pri recikliranju litijskih baterij pa niso edini razlog, zakaj so te obremenjujoče za okolje. Pridobivanje različnih kovin, potrebnih za Li baterije, zahteva veliko energetsko potratnih virov. Za izkop ene tone litija je med drugim potrebnih tudi več kot dva milijona litrov vode. Čeprav lahko električna vozila v svoji življenjski dobi prispevajo k zmanjšanju emisij ogljikovega dioksida, pa baterija, ki jih poganja, na začetku svoje življenjske dobe pusti velik okoljski odtis.

Ali obstaja kakšna rešitev?

Če bomo milijone in milijone Li baterij, ki bodo po približno 10 letih uporabe pošle, učinkoviteje reciklirali, bo to pomagalo nevtralizirati vso to porabo energije, pojasnjuje BBC Future. »Poiskati moramo načine, da bi vstopili v tako imenovani krožni življenjski cikel, saj litij, kobalt in nikelj potrošijo veliko električne energije, vode in truda, da se izkopljejo, prečistijo in izdelajo v baterije. Baterij ne moremo več obravnavati kot izdelkov za enkratno uporabo,« pravi Shirley Meng, profesorica energetskih tehnologij na Univerzi Kalifornije v San Diegu.

Z izboljšanjem recikliranja Li baterij in dokončno možnostjo ponovne uporabe njihovih delov se bo vrednost Li baterij, ki so že na voljo, ponovno povečala. Vendar se trenutno Li baterije razstavljajo večinoma ročno v raznih laboratorijih, kar se bo moralo spremeniti, če bo želelo neposredno recikliranje konkurirati bolj tradicionalnim metodam recikliranja. »V prihodnosti bo treba pri razstavljanju uporabiti več tehnologije,« meni Abbott in dodaja: »Če je baterija sestavljena s pomočjo robotov, je logično, da jo je treba razstaviti na enak način.«

Abbottova ekipa sicer raziskuje robotsko razstavljanje Li baterij v okviru projekta ReLiB, ki je specializiran za recikliranje in ponovno uporabo Li baterij. Ekipa je našla tudi način za neposredno recikliranje anode in katode z uporabo ultrazvočne sonde, s katero lahko v enakem časovnem obdobju predelajo 100-krat več materiala, kot nekatere tradicionalne metode.

Abbott verjame, da je mogoče postopek zlahka uporabiti v večjem obsegu in tudi na večjih baterijah. »Imamo demonstracijsko enoto, ki trenutno deluje na celih elektrodah, in upamo, da bomo v naslednjih 18 mesecih lahko predstavili avtomatiziran postopek, ki deluje v proizvodnem obratu,« pravi fizikalni kemik.

Razvoj novih baterij, ki bi lahko konkurirale Li bateriji, bo verjetno pretresel industrijo, saj bo ustvaril zdravo konkurenco. Ena izmed potencialnih kandidatk je baterija, ki je narejena iz organskih snovi, ki se lahko razgradijo na ukaz. Trenutno jo še razvijajo na teksaški univerzi A&M. »Mislim, da bo za svet bolje, če bomo razpršili portfelj baterij za shranjevanje energije, zlasti za shranjevanje v omrežju,« pravi Mengova.

Pojav manj zapletene in varnejše baterije, ki je cenejša za izdelavo in jo je lažje ločiti ob koncu njene življenjske dobe, je končni odgovor na trenutni trajnostni problem pri električnih vozilih. Dokler se takšna baterija ne pojavi, pa je standardizacija recikliranja Li baterij pomemben korak v pravo smer, pojasnjuje BBC Future.