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【動態(tài)】揭秘日本豐田電池回收過程!靠過期便當(dāng)發(fā)電

時間:2024-04-09 來源: 瀏覽:

【動態(tài)】揭秘日本豐田電池回收過程!靠過期便當(dāng)發(fā)電

旺材鈷鋰鎳
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來源:豐田時報

下面這些汽車的零件,通過后述的“非同尋常的回收利用”重獲新生,變成了上圖中那些裝在玻璃瓶里的黑色物質(zhì)。

陳列在這張照片中的零件,其實是普銳斯和鉑智4X等車型上配備的電池。
照片左邊是第三代之前的普銳斯配備的鎳氫電池,中間是普銳斯PHEV等車型配備的鋰離子電池,右邊是鉑智4X配備的鋰離子電池。
我們通??床坏狡嚨碾姵?,但是汽車報廢時如何處理這些電池,如今已成了亟待解決的問題。
隨著近年來電動化車型的普及,人們開始討論鈷、鋰等用于電池制造的稀有金屬的供應(yīng)問題。這些礦產(chǎn)資源儲量有限,如果亂采濫挖,就有導(dǎo)致資源枯竭的風(fēng)險。
為了防止資源的枯竭,各國都在推進(jìn)這些資源的回收利用。歐洲已經(jīng)提出了計劃,從2031年開始,電池制造商必須使用規(guī)定比例的從廢棄電池中回收的稀有金屬。
立志從制造到回收利用都不排放多余二氧化碳

01

無焚燒

電極(正極和負(fù)極)中含有許多鈷、鋰、鎳等貴重資源。

但是,電池內(nèi)充滿了可燃的電解液,憑借目前主流的回收利用技術(shù),取出電極時有起火的風(fēng)險。

安全去除電解液的技術(shù)以及從電極中分離回收各種物質(zhì)的技術(shù)尚不成熟。因此,現(xiàn)行做法是將廢棄電池直接送進(jìn)焚燒爐,焚燒后再回收殘留的稀有金屬。

然而,采取這種方法,不僅會減少可回收資源的量,還會增大二氧化碳排放量,結(jié)果還是導(dǎo)致環(huán)境的污染。

為了實現(xiàn)碳中和,我們必須在汽車從制造到報廢和回收利用的全生命周期中,可視化并降低二氧化碳的排放量。

作為其重要的步驟之一,豐田正在推進(jìn)“電池?zé)o焚燒回收利用”的實證試驗。這一嘗試在豐田內(nèi)部都鮮為人知,而我們這次則到試驗的重要基地,走近了這一不為人知的試驗。

“無焚燒”真的可行嗎?

要實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì),技術(shù)和know-how至關(guān)重要。而在這一點上,豐田有一個合作伙伴——豐田化學(xué)工程株式會社。
該公司從事工業(yè)廢物處理,于2010年與豐田合作,首創(chuàng)領(lǐng)先世界的鎳氫電池回收利用技術(shù)。此后,一直致力于豐田HEV廢棄電池的回收利用工作。
一直以來,該公司采取傳統(tǒng)的焚燒技術(shù)來實現(xiàn)電池的回收利用。
而2023年秋季開始,豐田和豐田化學(xué)工程共同挑戰(zhàn)“無焚燒電池回收利用”,研究不排放二氧化碳的回收利用技術(shù)。
這座建筑物中正在使用無焚燒技術(shù)處理廢棄的汽車電池,致力于安全地回收原料。
這就是用“廢棄電池”來制造“新電池”的實證工廠,也是朝著這一事業(yè)邁出的第一步。
回收利用需要經(jīng)過許多工序,首先將使用過的電池送進(jìn)設(shè)備中。
為了實現(xiàn)充放電,便于離子在正極和負(fù)極間移動,電池內(nèi)部裝滿了電解液。然而如前所述,電解液是可燃的,處理不當(dāng)可能引起火災(zāi)。
這種設(shè)備能通過蒸餾提取電解液,從而避免火災(zāi)風(fēng)險。過去在進(jìn)行回收利用時,這項技術(shù)還未成熟,因此只能將含有電解液的電池直接扔進(jìn)焚燒爐。
提取電解液后,粉碎電池。
分步驟篩選和回收含有鋁、銅的大碎片以及含有多種稀有金屬的粉末——“黑質(zhì)”。
篩選后的碎片和粉末會送到合作公司,加工成新電池所需的原料。
豐田化學(xué)工程株式會社不僅與豐田共同挑戰(zhàn)創(chuàng)新型的電池回收利用技術(shù),他們還以成為環(huán)保產(chǎn)業(yè)領(lǐng)頭羊為目標(biāo),同時致力于研發(fā)其他的各種環(huán)保技術(shù)。
我們在這次采訪中聽到了諸如“用水和垃圾發(fā)電”、“焚燒處理工業(yè)廢物而不向大氣排放二氧化碳”等令人驚訝的項目。
包括新型電池回收利用技術(shù)在內(nèi),催生這些技術(shù)的就是實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的企業(yè)理想。
垃圾變成資源,不排放二氧化碳,這樣的未來距離我們或許并不遙遠(yuǎn)……

02

用水和垃圾發(fā)電

上世紀(jì)的日本正處于高速經(jīng)濟(jì)增長期,隨之而來的公害問題也變得越來越嚴(yán)重。1973年,豐田化學(xué)工程株式會社應(yīng)運(yùn)而生。

安全處理工業(yè)廢物,保護(hù)環(huán)境和工廠所在地居民免受公害——這一愿望便是該公司的創(chuàng)建初衷。除了工業(yè)廢物的無害化處理,豐田化學(xué)工程株式會社還構(gòu)建了回收處理工廠廢水并在廠區(qū)內(nèi)再次使用的循環(huán)利用系統(tǒng)。

目前,他們正在研發(fā)各種以實現(xiàn)零碳為目的的技術(shù)。其中包括嘗試?yán)盟?,在不焚燒垃圾的前提下發(fā)電。

展現(xiàn)在我們眼前的,是一臺安裝著巨大蓋子的“水熱處理裝置”。

打開蓋子,里面的景象竟然是……
設(shè)備里裝的竟然是過期的廢棄便當(dāng)。如何用廢棄便當(dāng)發(fā)電?我們請工作人員做了演示。
除了便當(dāng)之外,工作人員還把鋸末和碎紙等“垃圾”送進(jìn)設(shè)備中。利用經(jīng)過高溫高壓處理過的水,使垃圾分解液化。簡而言之,這臺設(shè)備就是一口巨大的壓力鍋。
將液化垃圾送進(jìn)沼氣罐中,借助微生物的幫助,花費大約一個月時間生成以甲烷為主要成分的氣體。然后以它為燃料來發(fā)電,為廠區(qū)供電。

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