Lithium-ionbatterijen in elektrische auto’s presteren tegenwoordig in bijna alle opzichten beter dan oudere loodzuurbatterijen, behalve één. Loodzuurbatterijen zijn nog steeds het meest gerecyclede product ter wereld.
Hoewel lithium-ionbatterijen de overstap maken naar schone energie, worden er in de Verenigde Staten nog steeds elk jaar meer dan 100 miljoen loodzuurbatterijen verkocht, voornamelijk als startbatterijen voor auto’s, vrachtwagens en boten.
Wanneer loodzuuraccu’s leeg raken, worden ze bijna allemaal gerecycled. In feite claimt de loodzuuraccu-industrie een huishoudelijk recyclingpercentage van 99 procent. In 2021 produceerden de Verenigde Staten bijna een miljoen ton gerecycled lood. Bijna al dit gerecyclede lood is gebruikt om nieuwe batterijen te maken.
Wat interessant is, is dat niets van dit alles echt nieuw is. Loodzuurbatterijen worden sinds de jaren 1920 gerecycled. Al in de jaren ’30 beschreef de industrie lood voor batterijen als een “lening” in plaats van een vorm van “afschrijving”. Vóór de jaren zestig waren er honderden kleinschalige loodrecyclingactiviteiten in en rond Amerikaanse steden, waardoor dit een vroege vorm van stadsmijnbouw was.
Loodrecycling in stedelijke gebieden is ook een belangrijke bron van vervuiling geweest. Een van de vroegste epidemieën van loodvergiftiging werd in de jaren dertig in verband gebracht met batterijrecyclingactiviteiten in Baltimore, Maryland. Op sommige plaatsen kunnen recyclingactiviteiten voor verlaten loodzuurbatterijen nog steeds worden gelokaliseerd op basis van verhoogde niveaus van zware metalen in de bodem.
In de jaren tachtig onderging de industrie een ingrijpende herstructurering. Nieuwe milieuwetten hebben recyclers gedwongen om de controles op vervuiling bij te werken. Als reactie daarop sloten veel kleine recyclers. Degenen wiens activiteiten geïntegreerd zijn gebleven in geïntegreerde recyclingactiviteiten voor batterijen met verbeterde bestrijding van verontreiniging. Tegenwoordig recyclen tientallen sterk gereguleerde secundaire loodsmelterijen de overgrote meerderheid van de gebruikte loodzuurbatterijen in de Verenigde Staten.
Nu de wereldwijde productie van lithium-ionbatterijen die van loodzuurbatterijen overtreft, is het de moeite waard om je af te vragen waarom loodzuurbatterijen zo lang en zo efficiënt kunnen worden gerecycled, en welke lessen er kunnen worden getrokken om de kringloop in lithium-ionbatterijen te sluiten. Houd deze drie punten in gedachten:
Ten eerste zijn de chemie en vorm van loodzuuraccu’s sterk gestandaardiseerd, wat recycling vereenvoudigt. In tegenstelling tot lithium-ionbatterijen, die verkrijgbaar zijn in een reeks chemicaliën en een verscheidenheid aan vormen (cilindrisch, plat, zakje, enz.), vermindert de relatieve uniformiteit van gebruikte loodzuurbatterijen de noodzaak om gebruikte loodzuurbatterijen chemisch te sorteren , vorm of grootte. Dit vergemakkelijkt de bulkverwerking.
Ten tweede is het metaalgehalte van loodzuurbatterijen ongeveer dat van loodmetaal en loodoxideslurry – die beide gewoonlijk worden teruggewonnen door pyrometallurgische recyclingprocessen bij meer dan 2000 graden Fahrenheit. Na verwerking is het teruggewonnen lood het functionele equivalent en het uit het primaire erts verkregen lood is kostenconcurrerend.
Ter vergelijking: lithium-ionbatterijen zijn fysiek complexer. Dit vereist detaillering van lithium-ion-recyclingprocessen om een reeks kathodematerialen (lithium, kobalt, nikkel, mangaan, ijzer, enz.), anodematerialen (grafiet) en geleiders (aluminium, koper) terug te winnen. Deze complexiteiten vormen een grote uitdaging om materialen efficiënt terug te winnen en te verwerken voor kosteneffectief hergebruik.
Ten derde hebben de federale overheid en staten vanaf de jaren tachtig de verwijdering van loodzuurbatterijen verboden vanwege de hoge toxiciteit van lood. Hoewel sommige gebruikte loodzuuraccu’s voor recycling naar het buitenland worden verzonden, worden de meeste lokaal gerecycled. (Er is bezorgdheid geuit over de verzending van gebruikte batterijen naar minder gereguleerde faciliteiten in Mexico.) Dit betekent dat recycling een belangrijke rol heeft gespeeld om ervoor te zorgen dat de Verenigde Staten een overvloedige en betrouwbare bron van binnenlands lood hebben.
Als we naar de toekomst kijken, zal het volume van de recycling van lithium-ionbatterijen snel toenemen. De grote hoeveelheden die grote hoeveelheden accu’s van elektrische voertuigen verbruiken, beloven de schaalvoordelen die nodig zijn om de kringloop van lithium-ionaccu’s te sluiten. studies Het suggereert dat recycling het potentieel heeft om de cumulatieve vraag naar lithium, kobalt en nikkel die nodig is om de transportsector te elektrificeren tussen 2020 en 2050 met wel 30 procent te verminderen.
Uitbreiding van de recycling van lithium-ionbatterijen zal ook kansen creëren om de duurzaamheid van recyclingactiviteiten te verbeteren. Huidige thermische metallurgische processen voor lithium-ionbatterijen winnen vaak slechts een klein deel van het metaalgehalte van gebruikte batterijen (meestal aangedreven door de waarde van kobalt). Directe recyclingstrategieën, zoals die worden onderzocht in het Argonne National Laboratory ReCell CenterHet heeft het potentieel om de materiaalterugwinning aanzienlijk te verbeteren en de energie-input en mogelijke verontreinigende stoffen door recycling van lithium-ionbatterijen te verminderen.
Hoewel er steeds meer particuliere en overheidsinitiatieven zijn om recycling in de Verenigde Staten te bevorderen, kan de instroom van gebruikte lithium-ionbatterijen en de hulpbronnen die ze bevatten gemakkelijk naar het buitenland worden omgeleid. Op de lange termijn zou de robuuste lithium-ionrecyclingindustrie in de Verenigde Staten een belangrijke rol kunnen spelen bij het veiligstellen van binnenlandse bronnen van geavanceerde batterijmaterialen. Hoewel het belang ervan ondergewaardeerd wordt, is dit de rol die de toonaangevende recyclingindustrie sinds het midden van de 20e eeuw heeft gespeeld bij het ondersteunen van de binnenlandse productie van loodzuurbatterijen.
Dit bericht is een uittreksel van James Morton Turnervolgend boek, Opgeladen: de geschiedenis van batterijen en lessen voor een toekomst met schone energie (augustus 2022). U kunt meer leren over Beschuldigd in http://charged-the-book.com. Turner tweets at_jay_turnVers
Waarderen we de originaliteit van CleanTechnica en de berichtgeving over schone technologie? Denk eraan om een CleanTechnica-lid, supporter, technicus of ambassadeur – of patroon op Patreon.
