瑞典一家回收工廠的電動(dòng)汽車電池
11月8日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，電動(dòng)汽車可以幫助拯救地球，但它們的電池對(duì)全球的回收基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)成了嚴(yán)重挑戰(zhàn)?？茖W(xué)家在一篇新論文中警告稱，今天的電動(dòng)汽車電池未來(lái)將會(huì)引發(fā)電子垃圾危機(jī)。
電動(dòng)汽車將在人類無(wú)化石燃料的未來(lái)發(fā)揮關(guān)鍵作用，但與其它技術(shù)一樣，該項(xiàng)技術(shù)也會(huì)付出代價(jià)。電動(dòng)汽車所使用的鋰離子電池是由金屬制成的，而這些金屬的開(kāi)采對(duì)環(huán)境和人類造成了嚴(yán)重的損害，而且這些資源的供應(yīng)也不會(huì)永遠(yuǎn)持續(xù)下去。到那些電池使用壽命終止之時(shí)，它們很可能會(huì)成為世界各地堆積的數(shù)以千萬(wàn)噸計(jì)的電子垃圾中的一員。
來(lái)自英國(guó)伯明翰大學(xué)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)在今天發(fā)表于《自然》(Nature)雜志的一篇評(píng)論文章中指出，那就是為什么我們迫切需要開(kāi)發(fā)更好的回收電動(dòng)汽車電池的方法，現(xiàn)在就開(kāi)始擴(kuò)大回收基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)模。
該文章指出，2017年全球售出的100萬(wàn)輛電動(dòng)汽車最終將產(chǎn)生25萬(wàn)噸電池組垃圾，當(dāng)前全球的回收基礎(chǔ)設(shè)施將無(wú)力處理。雖然電動(dòng)汽車電池可以使用長(zhǎng)達(dá)20年，但隨著電動(dòng)汽車銷量逐年增長(zhǎng)，潛在的電池浪費(fèi)是巨大的。
伯明翰大學(xué)法拉第研究所研究員、本研究的主要作者加文·哈珀(Gavin Harper)說(shuō)道，“重要的是，我們要在問(wèn)題發(fā)生之前就做好準(zhǔn)備。我們?cè)谶^(guò)去的汽車輪胎和冰箱上已經(jīng)看到，如果我們沒(méi)有預(yù)見(jiàn)到垃圾管理問(wèn)題，那么就會(huì)產(chǎn)生堆積如山的垃圾。”
在論文中，哈珀和他的同事們?cè)噲D勾勒出電動(dòng)汽車電池有效的廢物管理基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)該是什么樣的。除了鋰，電動(dòng)汽車電池還含有錳、銅和鈷等關(guān)鍵金屬。與消費(fèi)電子產(chǎn)品一樣，廢物管理始于盡可能地延長(zhǎng)電動(dòng)汽車電池的壽命。當(dāng)它們不再適用于駕駛時(shí)，它們可以被重新用于其他類型的能量?jī)?chǔ)存，比如家用電池——世界各地的公司已經(jīng)在就這個(gè)想法進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試。
但最終，電動(dòng)汽車電池將達(dá)到其使用壽命的終點(diǎn)，屆時(shí)它們需要被回收利用。哈珀說(shuō)，大部分的回收都是通過(guò)加熱將電池熔化成爐渣，然后通過(guò)化學(xué)分離技術(shù)回收特定的金屬，比如鈷。但這些所謂的火法和濕法冶金技術(shù)是能源密集型的，會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，而且它們回收的材料往往質(zhì)量很差。
論文作者說(shuō)，一個(gè)更好的方法是直接回收，即不將陰極材料分離回單個(gè)金屬，而將其重新用于新電池。我們也有可能利用所謂的微生物采礦技術(shù)產(chǎn)生酸，釋放巖石中的關(guān)鍵金屬——科學(xué)家們也希望將這一想法應(yīng)用到小行星采礦中。
高校、初創(chuàng)公司甚至是像特斯拉這樣的知名公司，都在開(kāi)發(fā)各種各樣的技術(shù)。特斯拉今年宣布，將在其超級(jí)工廠Gigafactory 1開(kāi)發(fā)一個(gè)電池回收系統(tǒng)。但擴(kuò)大規(guī)模也存在重大障礙，包括回收的成本和復(fù)雜性，以及處理電動(dòng)汽車電池的諸多風(fēng)險(xiǎn)。電動(dòng)汽車電池的電壓很高，可能會(huì)讓拆卸者觸電死亡。這些電池還會(huì)過(guò)熱和釋放有毒氣體，又或者會(huì)像智能手機(jī)的電池一樣發(fā)生爆炸。
電動(dòng)汽車電池的設(shè)計(jì)也沒(méi)有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。隨著電池配置和化學(xué)成分的不斷進(jìn)化，目前開(kāi)發(fā)的任何回收技術(shù)都需要適配——這也是法拉第研究所的研究人員致力于開(kāi)發(fā)人工智能系統(tǒng)的部分原因，該類系統(tǒng)可以自動(dòng)識(shí)別和分類各種形狀和大小的電池。
非營(yíng)利環(huán)保組織Earthworks的采礦項(xiàng)目主管帕耶爾·桑帕特(Payal Sampat)表示，企業(yè)也有責(zé)任設(shè)計(jì)出可輕易拆卸回收利用的電池。
桑帕特在一封電子郵件中寫道，“企業(yè)必須對(duì)其產(chǎn)品的使用壽命負(fù)責(zé)，這意味著要更好地設(shè)計(jì)產(chǎn)品，讓其更容易用于回收礦物質(zhì)。”
雖然該挑戰(zhàn)是巨大的，但征服它的回報(bào)可能非常巨大。正如今年早些時(shí)候Earthworks所委托的一項(xiàng)研究所指出的，易得的電池金屬正迅速枯竭。鋰的年需求量預(yù)計(jì)最早在2022年就會(huì)超過(guò)目前來(lái)自礦山的產(chǎn)量;到2050年，鈷的需求量可能也會(huì)超過(guò)已知的全球儲(chǔ)量。
到那時(shí)，被鎖在報(bào)廢的電動(dòng)汽車?yán)锏臄?shù)百萬(wàn)噸的金屬將會(huì)變得極具價(jià)值。(樂(lè)邦)
