设计易于回收的电池可以避免迫在眉睫的电子废物危机

来源:
导读 随着人们对气候变化影响的关注日益增加,许多专家呼吁呼吁更多地使用电力替代化石燃料。在电池技术进步的推动下,美国道路上的插电式混合动

随着人们对气候变化影响的关注日益增加,许多专家呼吁呼吁更多地使用电力替代化石燃料。在电池技术进步的推动下,美国道路上的插电式混合动力和电动汽车数量正在增加。在大型电池存储系统的支持下,公用事业部门正在利用可再生燃料发电,所占份额越来越大。

这些趋势,再加上电池供电的电话,手表,笔记本电脑,可穿戴设备和其他消费技术的不断增长,使我们感到奇怪:这些电池一旦耗尽,将会发生什么?

尽管人们对廉价,功能强大和能量密集型电池充满了热情,但制造商却很少关注使这些基本设备更具可持续性。在美国,实际上只有约5%的锂离子电池(电动汽车和许多高科技产品选择的技术)被回收。随着电动汽车和科技产品的销售持续增长,目前尚不清楚谁应该处理危险的电池废料或如何处理。

作为致力于设计高级材料(包括电池)的工程师,我们认为现在考虑这些问题很重要。为电池制造商创造途径,以建立符合消费者和环境标准的可持续的生产到回收利用的制造流程,可以减少未来十年电池浪费危机的可能性。

危险内容

电池比金属,塑料和纸制品面临更复杂的回收和处置挑战,因为它们包含许多有毒且难以分离的化学成分。

某些类型的广泛使用的电池(尤其是汽油动力汽车中的铅酸电池)具有相对简单的化学和设计,使它们易于回收利用。可以为手电筒和烟雾报警器等动力设备供电的普通不可充电碱性或水基电池可以直接放置在垃圾填埋场中。

但是,当今的锂离子电池非常先进,并且并非为回收利用而设计的。它们包含有害的化学物质,例如有毒的锂盐和过渡金属,会破坏环境并浸入水源。废旧锂电池还包含嵌入的电化学能(在它们不再能为设备供电后会剩下少量电荷),这可能会引起火灾或爆炸,或伤害使用它们的人员。

电动汽车用过的电池仍可以为路灯之类的设备供电,但目前没有任何可重复使用的要求。回收它们既昂贵又技术复杂。

此外,制造商几乎没有经济动力去修改现有协议以纳入可回收利用的设计。今天,它花费更多回收一个锂离子电池比可回收物质里面的价值。

结果,处理电池废料的责任往往落在第三方回收商身上,后者是通过收集和处理可回收物来赚钱的公司。通常,与处理和回收电池相比,存储电池便宜。

诸如火法冶金或燃烧,湿法冶金或酸浸等可破坏电池的回收技术正变得越来越有效和经济。但是缺乏适当的电池回收基础设施会在整个供应链中造成障碍。

例如,将用过的电池长距离运输到回收中心通常是用卡车完成的。锂电池必须根据美国运输部的9类危险材料规定进行包装和运输。使用由阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)开发的模型,我们估计此要求将运输成本增加到常规货物的50倍以上。

标签:

版权声明:转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请作者持权属证明与本网联系,我们将及时更正、删除,谢谢您的支持与理解。