Skip to main content

Training Network for the Design and Recycling of Rare-Earth Permanent Magnet Motors and Generators in Hybrid and Full Electric Vehicles

Article Category

Article available in the folowing languages:

Projektowanie i recykling silników elektrycznych

Europejscy naukowcy pracują nad pierwszym na świecie silnikiem elektrycznym nadającym się do powtórnego przetworzenia, wykorzystującym magnesy neodymowe pochodzące z recyklingu.

Transport i mobilność

Pod kątem efektywności energetycznej i kwestii środowiskowych pojazdy elektryczne oferują korzyści znacząco przewyższające konwencjonalne pojazdy, których silniki spalają paliwa kopalne. Niestety, nawet pojazdy elektryczne nie są w 100 % ekologiczne, między innymi ze względu na fakt, że wiele elementów używanych w produkcji tego rodzaju pojazdów nie nadaje się do recyklingu. W związku z tym po zakończeniu okresu eksploatacji pojazdów poszczególne podzespoły i części trafiają do zgniatarek lub, co gorsza, lądują na wysypiskach śmieci. Często los ten spotyka nawet magnesy wykorzystywane w urządzeniach napędowych. Pomimo tego, że możliwe byłoby ich ponowne wykorzystanie w turbinach wiatrowych, rowerach elektrycznych lub innych pojazdach, niemal niemożliwe jest ich tanie usunięcie z pojazdu. Dodatkowy problem stanowi fakt, że z racji tego, że UE jest zmuszona do importowania materiałów, z których wykonywane są te magnesy, europejscy producenci samochodów są narażeni na wahania cen i inne zagrożenia dla bezpieczeństwa. Przykładowo w 2011 roku cena importowanego z Chin neodymu – kluczowego materiału używanego do produkcji magnesów wykorzystywanych w akumulatorach pojazdów elektrycznych – wzrosła o 700 % w przeciągu zaledwie kilku miesięcy, wywołując tym samym falę paniki wśród przedsiębiorstw sektora czystych technologii działających w Unii Europejskiej oraz stawiając pod znakiem zapytania kwestię możliwości realizacji założeń ekologicznej gospodarki w praktyce. Wydarzenia na rynkach międzynarodowych skłoniły także Wspólnotę do działania oraz przeznaczania funduszy na badania naukowe dotyczące tej kwestii, między innymi te realizowane w ramach projektu DEMETER. „W ramach projektu DEMETER przyglądaliśmy się bliżej wielu aspektom recyklingu oraz projektowania urządzeń przeznaczonych do recyklingu w całym łańcuchu wartości – od magnesów, przez silniki elektryczne, aż po pojazdy elektryczne. Zajmowaliśmy się również kwestią tego, co należy zrobić z tymi elementami i pojazdami po upływie okresu eksploatacji”, twierdzi Peter Tom Jones, starszy kierownik ds. badań przemysłowych belgijskiego Katolickiego Uniwersytetu w Leuven oraz koordynator projektu DEMETER. „Naszym głównym celem było zmniejszenie uzależnienia od innych krajów w zakresie surowców i dołożenie wszelkich starań, aby pojazdy elektryczne nadawały się w 100 % do recyklingu i stały się dzięki temu naprawdę ekologiczne”. Projekt korzystał ze wsparcia w ramach unijnego działania „Maria Skłodowska-Curie”.

Moc sukcesów

Na projekt DEMETER składał się szereg inicjatyw badawczych. Jedna z nich skupiała się na opracowaniu ekologicznych i wydajnych pośrednich i bezpośrednich sposobów recyklingu magnesów ziem rzadkich znajdujących się w pojazdach wycofanych z eksploatacji. Kolejna inicjatywa opierała się na opracowywaniu innowacji w zakresie technik przetwarzania, pozwalających na produkcję magnesów ziem rzadkich charakteryzujących się wysokimi osiągami. Pozostałe inicjatywy obejmowały między innymi projektowanie lepiej przystosowanych do recyklingu silników elektrycznych na potrzeby pojazdów elektrycznych nowej generacji, a także opracowanie metodologii oceny cyklu życia „od kopalni do maszyny”, której celem było zapewnienie, aby wszystkie magnesy były poddawane recyklingowi w najbardziej ekonomiczny i przyjazny dla środowiska sposób. „Osiągnęliśmy naprawdę wiele sukcesów, których nie sposób wręcz wymienić”, twierdzi Jones. „Jednak jeśli miałbym wybrać najważniejszy spośród nich, byłby to rezultat wieńczący wszystkie inicjatywy realizowane w ramach projektu – pierwszy nadający się do ponownego przetworzenia silnik elektryczny, który wykorzystuje magnesy neodymowe pochodzące z recyklingu”. Nowy silnik elektryczny został opracowany przez partnera projektu, firmę Valeo. „Najlepszą cechą naszego silnika jest to, że po zakończeniu eksploatacji można z łatwością usunąć z niego magnesy – wystarczy w tym celu po prostu wysunąć je z silnika. Następnie można wykorzystać je bez problemu w nowym urządzeniu”, dodaje Jones.

Budowanie fundamentów branży przetwarzania metali ziem rzadkich

Pomimo tego, że wskaźnik recyklingu metali ziem rzadkich pozostaje na niskim poziomie, uczestnikom projektu DEMETER udało się dokonać prawdziwych przełomów w zakresie rozwiązywania problemów technicznych związanych z tym zagadnieniem. „Zanim zrealizowaliśmy projekt DEMETER, wiele kwestii związanych z magnesami ziem rzadkich i ich recyklingiem było poruszanych w oderwaniu od siebie nawzajem”, twierdzi Jones. „Przyjrzenie się temu tematowi w sposób kompleksowy z perspektywy całego łańcucha wartości pozwoliło na zmianę tego stanu rzeczy i budowę fundamentów, na których może się oprzeć nowa branża recyklingu metali ziem rzadkich”.

Słowa kluczowe

DEMETER, silniki elektryczne, silnik elektryczny, efektywność energetyczna, zrównoważony rozwój, magnesy ziem rzadkich, pojazdy elektryczne, zielona gospodarka

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania