الروبوتات تنضم إلى البطارية وتعيد تدوير الجيش، وهي أكثر أمانًا من التفكيك الاصطناعي

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - პორტატული ელექტროსადგურის მიმწოდებელი

قام باحثون في مختبر الطاقة الوطني الأمريكي أوك ريدج بتطوير نظام تفكيك روبوتي لبطاريات المركبات الكهربائية المستعملة، واستعادة وتجديد وإعادة استخدام المواد الرئيسية، مع تقليل النفايات السامة. مع نمو السيارات الكهربائية في العشرين عامًا القادمة، كيف يمكن حل مشكلة مجموعات بطاريات الليثيوم أيون الكبيرة التي تزودها بالطاقة؟ وقد أظهر مهندسو مختبر أوك ريدج الوطني أن الروبوتات قادرة على تسريع عملية التفكيك، بحيث يقوم العمال بهذه العملية، ويحسنون الإنتاج بشكل كبير.

وقال تيمسينتاير، الباحث الرئيسي في مجال الكهرباء والبنية التحتية للطاقة في مختبر أوك ريدج الوطني، إن جزءًا صغيرًا فقط من بطارية السيارة الليثيوم أيون يتم إعادة تدويرها، ومعظم العمليات المستخدمة لإعادة التدوير ليست آلية. بغض النظر عن أن المُعيد التدوير يريد فقط المرور عبر الغلاف الخارجي للاتصال بالبطارية واستبدال أجزاء التآكل، فإنه يتم إعادة تدوير كومة البطارية بالكامل لاستعادة الكوبالت والليثيوم والرقائق المعدنية والمواد الأخرى، والخطوة الأولى هي تشخيص البطارية، من أجل التعامل معها وتفكيكها بأمان وكفاءة. وقال ماكنتاير: "بفضل نظامنا، عندما يلتقط الروبوت حزمة البطارية ويضعها على خط الإنتاج، فإنه يمثل آخر مرة يكون فيها الإنسان على اتصال بها حتى تتحول إلى قطع وأجزاء.

"يعتبر الحد من التفاعل البشري أمرًا مهمًا لتحقيق الأمن والكفاءة. يمكن للروبوت إزالة البراغي والأغطية الأخرى بسرعة، ويجب على المشغلين البشريين تنفيذ عمليات صارمة وطويلة، وتفريغ البطاريات المستهلكة قبل التفكيك اليدوي. يؤدي التفكيك التلقائي إلى تقليل تعرض البشر للمواد الكيميائية السامة الموجودة في البطارية، فضلاً عن مستويات الطاقة العالية التي تقترب من 900 فولت في بعض المركبات الأحدث.

كجزء من معهد المواد الرئيسية للطاقة (CMI)، يمكن إعادة تكوين نظام الأتمتة بسهولة كأي نوع من مجموعات البطاريات. يمكن برمجتها للوصول فقط إلى وحدة بطارية منفصلة للتجديد أو لإعادة استخدام تخزين الطاقة الثابتة، أو يمكن تفكيك البطارية حتى مستوى البطارية للفصل واستعادة المواد. يعتمد هذا العمل على المعرفة المهنية للمشاريع التي نفذها مختبر أوك ريدج الوطني، وتركز هذه المشاريع على استعادة مغناطيسات الأرض النادرة من خلال الروبوتات.

ويثبت المهندسون أيضًا أن هذه المغناطيسات يمكن إعادة استخدامها مباشرة في المحرك. إن التفكيك التلقائي للمكونات التي تحتوي على مواد رئيسية لا يزيل فقط عملية التفكيك اليدوي التي تتطلب عمالة كثيفة، بل يوفر أيضًا عملية فعالة، من خلال فصل المكونات إلى تدفقات ذات قيمة أعلى، حيث يتم تركيز المواد الرئيسية في مواد خام منفصلة لمعالجة الاسترداد، وهذه القيمة المضافة هي جزء مهم من إنشاء عملية قابلة للتطبيق اقتصاديًا. وقال جوناثان هارتر، عضو فريق مشروع مختبر أوك ريدج الوطني، إن الباحثين يتبعون نفس البروتوكول: تفكيك المكونات المستخدمة يدويًا، وجمع البيانات اللازمة لعملية إنشاء أنظمة أتمتة السائق اللازمة للروبوتات والتحكم.

لا يقتصر المجتمع الصناعي على عدد البطاريات التي يمكنه إدخالها في هذه العملية، وكانت هناك كمية كبيرة من المتأخرات، وعامل التقييد هو الوقت المطلوب للتفريغ والتفكيك يدويًا. ويقدر هارتر أنه في بعض العمليات، يكفي الوقت اللازم لتفكيك 12 مجموعة من البطاريات يدوياً، بينما يستطيع نظام التشغيل الآلي معالجة 100 مجموعة أو أكثر. وربما تكون الخطوة التالية هي توسيع هذه العملية إلى نطاق تجاري.

كما رأى فريق ماكنتاير فرصًا لتطبيق تفكيكات مماثلة في أنظمة نقل المركبات الكهربائية لاستعادة مغناطيسات الأرض النادرة والنحاس والصلب ومعدات الطاقة الإلكترونية الكاملة. وقال هارت إنه من أجل جعل إعادة التدوير أكثر جدوى اقتصادية، يجب أن يتم ذلك بمعدل إنتاجية مرتفع، وأن يكون مرنًا بما يكفي للتعامل مع العديد من السلع الاستهلاكية في منشأة واحدة. وقال: "إذا كان من المتوقع أن يتطور سوق السيارات الكهربائية خلال السنوات العشر إلى العشرين المقبلة، فسوف نحتاج إلى حل مشكلة لوجستيات النفايات، ومعالجة هذه المركبات والبطاريات النفايات باعتبارها جوهر سلسلة توريد مواد التصنيع.

"تم تطوير النظام وعرضه في مركز تكامل ونشر أبحاث الشبكة التابع لمختبر أوك ريدج الوطني. يعتمد هذا العمل على المعرفة المهنية التي طورها مختبر أوك ريدج الوطني، والتي تركز على الروبوتات لإزالة القرص الصلب لاستعادة مغناطيسات الأرض النادرة. ويثبت المهندسون أيضًا أن هذه المغناطيسات يمكن إعادة استخدامها مباشرة في المحرك.