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当电池耗尽时,剩下的就是一团糟。 恶魔般的“黑色物质”是一种来自电池内部的有毒混合物,这些混合物已经达到了使用寿命。
初创公司 Altilium Metals 的工艺化学总监本杰明·威克姆 (Benjamin Wickham) 警告说:“这已经很接近了。” 在位于达特穆尔国家公园边缘的塔维斯托克的电池回收公司测试实验室,我已经接近一吨的东西。
随着电动汽车成为常态,这种深色粉末及其中的贵重金属将在未来几年为英国经济脱碳发挥越来越重要的作用。 从现在到 2030 年,全球范围内预计将有 1100 万吨废旧锂离子电池需要回收利用,这可能证明这是一项巨大的增长业务。
电动汽车 – 至少目前 – 比汽油或柴油汽车的前期成本更高。 主要原因是电池需要昂贵的金属,如锂、钴、镍和锰,而不是制造和驱动内燃机所需的铁、铝和石油。
这些矿物的提取和能源密集型制造过程意味着,与同等的汽油或柴油车型相比,新型电动汽车的生产产生更多的碳。 然而,这忽略了保持内燃机运转所需的全球大量化石燃料开采——以及它们不可避免地排放的碳量。
有了电动汽车,对环境的损失就很少了。 此外,根据 Wickham 的说法,从 100,000 辆汽车中回收废旧电池可以产生价值高达 3.5 亿英镑的新材料。
鉴于汽车制造商最终需要将汽车生产的净排放量降至零,从旧电池到新电池的循环过程的愿景“与其说是机会,不如说是必要的”,化学工业协会创新负责人大卫博特说. “在其生命的尽头,电池只是它年轻时的一个稍微退化的版本。 你只是绕着电子移动。”
Altilium 的首席技术官兼联合创始人克里斯蒂安·马斯顿估计,到 2040 年左右,该行业可从回收中获得多达 40% 的锂,这将减少对肮脏、能源密集型采矿的需求。 回收利用可节省约 38% 的碳和 35% 的开采相同材料的成本。
“这种金属几乎可以永远持续回收,”马斯顿说。 “我们的目标是完全的电池循环。 我们认为电动汽车电池是浓缩矿石。”
Altilium 已从英国政府获得 300 万英镑的赠款资金,以帮助建立其 Tavistock 中心,该公司将在该中心努力向投资者证明,其工艺可以生产出足够纯净的化学品,可以直接用于电池。
锂价格在 2021 年飙升,一些分析师警告称,随着全球对电池的需求不断增长,这种轻质金属的短缺迫在眉睫。 数据公司 Benchmark Mineral Intelligence 的高级分析师 Sarah Colbourn 预测“供应短缺和市场紧张”。 但对电池回收兴趣的增加也与地缘政治有关:欧洲和美国不想依赖来自中国的材料。
Colbourn 说:“北美和欧洲的真正动力来自于了解回收可以成为这些材料的来源。”
她说,中国目前占电池回收能力的 70% 以上,但美国和欧洲公司正在竞相迎头赶上,并可能从绿色补贴战中受益。 在美国,由前特斯拉高管 JB Straubel 经营的 Redwood Materials 本月获得美国政府的有条件承诺,将提供 20 亿美元的贷款,以支持在内华达州建设新工厂。 其他致力于扩大产能的美国初创公司包括 Ascend Elements、Cirba Solutions 和 Li-Cycle。 在欧盟,比利时材料公司 Umicore 每年可以回收 7,000 吨,并且正在寻找建造更大工厂的地点。
“欧洲正在发生大量的噪音、运动和资金,”运动组织运输与环境的车辆高级主管朱莉娅波利斯卡诺娃说。 “我们今天缺乏的是一致的商业规模回收能力。”
回收电池使用相对完善的技术,将电池切碎,然后分离出含有矿物质的塑料。 之后有两个主要的回收过程:火法冶金用火回收金属,但不能用于锂(电池阳极的关键材料)或石墨(阴极的碳层); 湿法冶金使用水中的酸来浸出金属。
Altilium 表示,实验室测试表明其工艺可以回收 95% 的有用材料——尽管这是否适用于工业规模是另一回事。 Marston 说,它位于德文郡西部古老的锡矿(锡矿)镇 Tavistock 的基地提供了创造更环保、更现代的资源开采形式的机会。 明年它将开始处理约 100 吨黑色物质——足够约 300 辆汽车使用。
然而,它计划在蒂赛德建立一个更大的生产工厂,或许可以利用税收减免。 它表示,如果成功,到 2025 年可以创造 100 到 200 个高价值工作岗位,每年处理 150,000 个汽车电池,或 50,000 吨黑色物质。
它尚未获得场地或投资,但 Altilium 比一些初创公司有优势:另一位联合创始人、首席执行官 Kamran Mahdavi 的家族已经在保加利亚拥有一家旧铜回收厂,该厂将被改造成加工电池材料.
Altilium Teesside 项目得到了 Tees Valley 保守党市长 Ben Houchen 的支持。 由大宗商品交易商 Trafigura 支持的初创公司 Green Lithium 已选择该地区作为提炼原生锂的工厂。
到 2030 年,英国和欧洲将有大量配备断断续续电池的电动汽车——即使在 1 月份初创公司 Britishvolt 倒闭后英国的超级工厂前景看起来黯淡。 Poliscanova 表示,欧盟和英国应该立法禁止将电池材料运往中国,而是帮助创建本土产业。
“与其在研究上投入更多资金,不如在规模化上投入更多资金,”她说。 “我们需要政策让公司加快步伐,走出实验室。”
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