Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Rewolucja w recyklingu akumulatorów kwasowo-ołowiowych

Od dziesięcioleci akumulatory kwasowo-ołowiowe odgrywają kluczową rolę w rozwoju przemysłu, ale postęp ten ma swoją cenę. Ponieważ obecnie stosowane metody recyklingu są nieekologiczne, nieefektywne i drogie, pojawiają się apele o wprowadzenie zakazu używania takich akumulatorów. Ale gdzie miałaby trafić w takiej sytuacji cała nadwyżka ołowiu? A może istnieje lepsze rozwiązanie?

Energia

Akumulatory kwasowo-ołowiowe pozwalają na niezawodne zasilanie wielu urządzeń. Rynek akumulatorów kwasowo-ołowiowych ma według prognoz osiągnąć wartość 95,32 miliarda USD do 2026 roku w skali globalnej, przy czym Europa ma drugi co do wielkości udział w rynku. Choć w Europie odzyskuje się aż 95 % materiałów z takich akumulatorów, to obecnie stosowany proces wytapiania jest źródłem wielu zanieczyszczeń oraz jest nieefektywny energetycznie i drogi. Nie daje też możliwości recyklingu zbędnego ołowiu i przekształcania go w aktywną pastę z tlenkiem ołowiu, nadającą się do ponownego użycia jako niezbędny składnik akumulatorów kwasowo-ołowiowych. W ramach wspieranego przez UE projektu NUOVOpb badacze z powodzeniem wydzielili zużyte materiały z akumulatorów kwasowo-ołowiowych, odzyskując je w procesie recyklingu opartym na wodzie w celu wyprodukowania tlenku ołowiu „gotowego do zastosowania w akumulatorach”. Proces ten odznacza się kosztami początkowymi na poziomie około jednej siódmej kosztów dotychczas stosowanych metod recyklingu akumulatorów kwasowo-ołowiowych oraz porównywalnymi kosztami operacyjnymi. Technologia ta nie powoduje toksycznych emisji i można ją uznać za „energetycznie dodatnią”, ponieważ pozwala na wytwarzanie do 5 000 MWh energii cieplnej. Technika NUOVOpb (sprzedawana pod nazwą FenixPB) pozwala również na redukcję emisji dwutlenku węgla o 80–89 %. Proces hydrometalurgiczny Konwencjonalny recykling polega na wysokotemperaturowym wytapianiu materiału w temperaturze około 1 200 stopni Celsjusza w celu uzyskania 98 % stopionego ołowiu metalicznego i żużlu, co powoduje wysokie poziomy emisji tlenków azotu , tlenków siarki i oparów ołowiu, które muszą być kontrolowane przez systemy oczyszczania gazów. Po oczyszczeniu większość ołowiu wraca do cyklu produkcyjnego akumulatorów. Oprócz wpływu na środowisko, proces ten jest energochłonny i kosztowny. Podejście zastosowane w projekcie NUOVOpb umożliwia odsiarczenie pasty akumulatorowej, po czym następuje seria zabiegów chemicznych w roztworach wodnych. Najpierw rozpuszczany jest ołów w celu wyekstrahowania zanieczyszczeń, a następnie czyste sole ołowiu trafiają do końcowej reakcji chemicznej z użyciem kwasu cytrynowego, tworząc czysty kryształ cytrynianu ołowiu. „Piękno reakcji w pierwszym i drugim etapie polega na tym, że jeden główny odczynnik jest w pełni poddawany recyklingowi, a jedynie kwas cytrynowy jest zużywany w proporcjach stechiometrycznych, dzięki czemu cały proces jest wysoce opłacalny”, mówi koordynator projektu Miles Freeman. Następnie następuje proces termiczny, który prowadzi do wytworzenia energii z uzyskanego cytrynianu ołowiu, który ulega rozkładowi do bardzo czystego tlenku ołowiu o różnych składach wymaganych przez producentów. W zbudowanej w ramach projektu instalacji demonstracyjnej uzyskano ciągły przepływ tlenku ołowiu. Uczeni wykazali, że skala procesu może zostać zarówno zwiększona, jak i zmniejszona na potrzeby lokalnych zakładów zajmujących się recyklingiem. Wyniki nie wykazały żadnych wykrywalnych zanieczyszczeń tlenkiem ołowiu. Korzyści dla konsumentów, przedsiębiorstw i środowiska naturalnego Proces NUOVOpb zwiększa zakres recyklingu, jaki można bezpiecznie prowadzić w Europie, uzupełniając istniejącą infrastrukturę, bez zmniejszania liczby miejsc pracy. Dodatkowo, poprawa kosztów łańcucha dostaw, wydajności akumulatorów i zrównoważonego rozwoju technologi kwasowo-ołowiowej pomaga utrzymać konkurencyjność przemysłu europejskiego. Zespół zamierza wprowadzić proces na rynek jeszcze w tym roku w oparciu o współpracę z kluczowymi franczyzobiorcami w każdym obszarze gospodarczym, niezależnie od tego, czy jest to kraj czy grupa krajów. Jak dotąd zainteresowanie zgłosiło około 60 podmiotów, przy czym pod uwagę branych jest 12 kluczowych licencjobiorców. „Aby urzeczywistnić wizję świata bez odpadów, będziemy również kontynuować badania nad nowymi konstrukcjami akumulatorów i materiałów, które mogą zostać zrealizowane z zastosowaniem naszego nanostrukturalnego tlenku ołowiu”, mówi Freeman.

Słowa kluczowe

NUOVOpb, ołów, akumulatory, recykling, wytapianie, emisje, zanieczyszczenie, energia, tlenek ołowiu, moc, hydrometalurgiczne

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania