Az Environtec powered by ÖkoIndustria fenntarthatósági expón számos kiállító és előadásblokk foglalkozott az akkumulátorok fenntarthatóságával azok különböző életciklusaiban.
Az expó egyik legizgalmasabb és leglátványosabb kiállítója volt a Bay Zoltán Kutatóközpont, amely az akkumulátorgyártás hulladékainak hasznosításával és biológiai kezelésével foglalkozik azáltal, hogy értékes fémeket, köztük kobaltot, nikkelt, magnéziumot és rezet nyernek ki a black massből hidrometallurgiai/bio-hidrometallurgiai eljárásokkal. A hulladékáramokból történő lítium-visszanyerést Li-mobilizáló mikro-organizmusokkal és fémek kinyerésére alkalmas abszorbens anyagokkal végzik.
Fotó: Polgár-Podonyi Krisztina
Az akkumulátorgyártás során felhasznált rendkívül mérgező NMP és más szerves szennyezőanyagok biológiai lebontására aerob/anaerob NMP, valamint karbonát bontást végeznek baktériumok közreműködésével.
Az UNICAM képviseletében Dr. Kirchkeszner Csaba tartott előadást arról, hogy milyen fontos szerepe van a modern és korszerű műszeres analitikának az akkumulátorgyártás és újrahasznosítás során ahhoz, hogy fenntartható és biztonságos folyamatok mentén járjunk el. Gépi analitikával egyszerűen elvégezhető például a maradék szén és kén jelenlétének, illetve az NMP maradékának vizsgálata a gyártás és felújítás során. Ez utóbbinak alapfeltétele az oxigénmentes környezet, az argon-bevonatú kesztyű használata és egy távirányítású elemzőegység, amely a különböző lítiumsók jelenlétét, struktúráját és sérültségét méri, illetve azok reakcióképességét különböző környezeti feltételek mellett.
A minőségellenőrzés fontos része az elektrolitoldat degradációjának tanulmányozása, amelyhez inert atmoszférájú glow-boxban szükséges gázmintát venni a használt akkumulátorból, ezen felül képalapú adatgyűjtés és automatizált fáziselemzés segít meghatározni a katód, alumínium fólia, rézfólia, fémoxidok, grafit és egyéb fázisok állapotát. A modern analitikai és képalkotó módszerek megfelelő alkalmazása lehetővé teszi, hogy az akkumulátorgyártás kezdeti akár 70-80%-os selejttermelését csökkentsük, illetve az újrahasznosítás folyamatainak biztonságát növeljük.
Láng Győző (ELTE) szintén a modern akkumulátorok működésével foglalkozott előadásában, leginkább annak környezetvédelmi aspektusában. Mint tudjuk, az elektromos hálózat működése és működtetése egy folyamatos kereslet-kínálat egyensúlyozáson alapul, amelynek egyik eszköze a túltermelés vagy keresletcsökkenés idején az energia tárolásán, majd visszatáplálásán alapul. Az elektromobilitás előtérbe kerülésével ugrászszerűen növekszik az igény az átmeneti energiatárolásra, különösen a Green Dealben megfogalmazott belső égésű motorok (kivéve a szintetikus üzemanyaggal, pl.: power to gas P2G, hidrogén működtettettek) 2035 utáni értékesítésének betiltásával.
Az elektromos energia átmeneti tárolására több megoldás létezik, pl.: mechanikai, termikus/termodinamikai, kémiai, elektrokémiai és elektromos/mágneses/töltésszeparációs. A kizárólagosan megújuló energiaforrásokra való áttérésre Magyarországon jelen állás szerint az elektrokémiai energiatárolókban látják a megoldást.
Az akkumulátor működési elve, hogy a benne működő elektrokémiai cellák kimerülés után degradáció nélkül, és többször megismételhetően visszaállíthatók ellentétes irányú áram átvezetésével. Gyakorlatilag az anód és katód elektródok között az oxidáció és redukció folyamata kisütés vs. töltés esetén megfordul az inerkaláció során, amikor is a Li-ionok beépülnek a szilárd, réteges szerkezetű elektródanyagba (pl.: grafit).
A jelenleg létező szekunder elemek közül a litiumion akkumulátor a legnépszerűbb, mert azon túl, hogy hálózattámogatási szolgáltatásokra, napi és szezonális tárolásra, közúti és háztartási használatra egyaránt alkalmas, a leghosszabb élettartammal rendelkezik, szemben a savas ólomakkumulátorral, melynek bár magasabb az energiasűrűsége és kevésbé veszélyes vegyületeit tekintve , de mindössze 2-4 alkalommal süthető ki, szemben a lítium által elérhető többszázzal-
A lítiumion akkumulátor akár kis méretben/súllyal és könnyen előállítható, jól szállítható, mely nemcsak az autóipar, hanem a mobilkészülékek kapacitásfejlődésének hirtelen megnövekedését is lehetővé tette. A lítium akkumulátorok nélkül képtelenek lennénk a már megszokott fejlett technológiákat, az elvárt minőségben, bárhol útközben használni.
(Infographics #3) Battery Making at a Glance – Battery LAB (lgensol.com)
Az energiatárolási megoldások bár a karbonsemlegesség felé mutatnak, azonban az akkumulátorgyártás környezetvédelmi kihívásai komoly kockázatot jelentenek világszerte.
Forrás: ResearchGate
Az akkumulátorok életútja a gyártási folyamatoknál kezdődik, majd a fogyasztó társadalom különböző alkalmazásait követően vagy „second life” életciklusban folytatódik, vagy egyenesen az ártalmatlanítás, reciklálás, és újrafeldolgozás fázisában zárul.
Mindegyik életszakaszban jelentkezik környezeti kockázat az esetlegesen kikerülő veszélyes, gyúlékony, és környezetet szennyező vagy emberi egészségre ártalmas anyagok miatt, mely a környezetvédelmi szabályok szigorú betartásával megakadályozható. Azonban a gyártásra és újrafeldolgozásra vonatkozó folyamatokra vonatkozó törvények és jogszabályok elavultak, vagy nem is léteznek. A fogyasztói felhasználás során is fokozott figyelemmel kell lenni a sérült akkumulátorokra, melyekből káros anyagok (pl kobalt, mangán, nikkel, lítiumsók) szabadulhatnak fel. A feltöltött akkummulátor törés vagy karcolás esetén rövidre zár, mely a lehetséges termikus lefolyás miatt tűz és robbanásveszélyes. A lítiumionos csurgalékvizek veszélyes vegyianyagokkal és organizmusokkal szennyezik a talajt és a talajvizeket útközben.
Dr. Varga József (IMSYS vegyészmérnök) részletesen bemutatta azokat a vegyianyagokat az akkumulátorgyártásban, melyek genetikai károsodást (H340), rákot (H350) – pl. propánszulton, vagy belégzéssel rákot (H350i) okozhatnak. Illetve károsíthatják a születendő gyermeket (H360D) vagy csökkenthetik a termékenységet (H360F). Ezen felül a dimetil-karbonát és az etil-metil-karbonát kifejezetten gyúlékony folyadék és gőz (H225), míg a foszfor-pentafluorid már belégzéssel is halált okozhat, hevítés hatására pedig robbanásveszélyes. A lítium nikkel kobalt alumínium dioxid pedig a bőr és szem károsításán felül a termékenységet, illetve a magzatot is károsíthatja.
A Ni, Co és Mn a földkéreg természetes elemei, a porral is belélegezzük, illetve mikro-, nano- és miligram mennyiségben a napi táplálkozásunk során is be kell vinnünk a szervezetünkbe (pl Béres csepp), mert kis mennyiségben szükségesek a szervezet működéséhez, azonban nagy dózisban belélegezve ártalmasak.
Forrás: ResearchGate
A 2000 óta működő SungEel Hitech Hungary Kft. az egyetlen újrafeldolgozó és recikláló üzem Magyarországon jelenleg, főként gyártási hulladékok újrahasznosításával foglalkoznak. A tavaly felfüggesztett működési engedélyét (mivel a környezetvédelmi és munkavédelmi szabályokat többszörösen megszegte a nem megfelelő izolálás és eljárásbiztonság hiányában), a hírek szerint nemrég kapta vissza. Az autóipar e-mobilizálódására hivatkozva fogalmazta meg az akkumulátorgyártás és feldolgozás egyre növekvő szerepét Nagy Márton nemzetgazdasági miniszter a cégcsoport régiós vezetőivel és a Koreai Köztársaság Gazdasági Minisztériumának helyettes igazgatójával való júniusi találkozóján.
by 
