ロボットがバッテリーに参加して軍隊をリサイクル、人工分解よりも安全

著者：Iflowpower – Fornitur Portable Power Station

米国エネルギー省オークリッジ国立研究所の研究者らは、廃棄された電気自動車のバッテリーパックをロボットで分解するシステムを開発し、有毒廃棄物を削減しながら主要材料を回収、再生、再利用した。 今後20年間で電気自動車が成長するにつれ、それに電力を供給する大型のリチウムイオン電池パックの問題をどう解決するか。 ORNL のエンジニアは、ロボットが分解を加速し、作業員がこの作業を行うことで生産性が大幅に向上することを実証しました。

ORNLの電化・エネルギーインフラ部門の主任研究員ティムキンタイア氏は、リチウムイオン自動車バッテリーのリサイクルされるのはごく一部であり、リサイクルに使用されるプロセスの大半は自動化されていないと述べた。 リサイクル業者は、外装ケースを通過してバッテリーに接触し、摩耗部品を交換するだけで、コバルト、リチウム、金属箔などの材料を回収してバッテリーヒープを完全にリサイクルします。最初のステップは、安全かつ効率的に処理および分解するために、バッテリーを診断することです。 マッキンタイア氏は次のように語った。「当社のシステムでは、ロボットがバッテリーパックを拾い上げて生産ラインに載せると、それがバラバラになるまで人間が触れる最後の時間となります。」

「人間同士の交流を制限することは、セキュリティと効率性にとって重要です。 ロボットはボルトやその他のハウジングを素早く取り外すことができますが、人間のオペレーターは厳格で長いプロセスを実行し、廃棄バッテリーを排出してから手動で解体する必要があります。 自動分解により、バッテリー内の有毒化学物質と人間の接触が減り、一部の新型車両では900ボルトに近い高電力レベルも軽減されます。

エネルギー主要材料研究所 (CMI) の一部である自動化システムは、あらゆるタイプのバッテリー スタックとして簡単に再構成できます。 改修や固定エネルギー貯蔵の再利用のために別のバッテリー モジュールにのみアクセスするようにプログラムすることも、バッテリーをバッテリー レベルまで分解して分離および材料回収することもできます。 この研究はORNLが実施したプロジェクトの専門知識に基づいており、これらのプロジェクトはロボットによる希土類磁石の回収に重点を置いています。

エンジニアは、これらの磁石をモーター内で直接再利用できることも証明しました。 主要材料を含むコンポーネントの自動分解は、労働集約的な手作業による分解を排除するだけでなく、コンポーネントをより価値の高いストリームに分離する効果的なプロセスを提供し、主要材料は回収処理のために別々の原材料に濃縮されます。この付加価値は、経済的に実行可能なプロセスを確立する上で重要な要素です。 ORNLプロジェクトグループのメンバーであるジョナサンハーター氏は、研究者たちは同じプロトコルに従っている、つまり、使用された部品を手作業で分解し、ロボット工学と制御に必要なドライバー自動化システムを作成するためのプロセスに関するデータを収集していると語った。

産業界はこのプロセスに持ち込めるバッテリーの数に制限がなく、大量のバックログが発生しており、放電と手作業による分解に必要な時間が制限要因となっています。 ハーター氏は、一部の工程では、手作業で 12 個のバッテリー スタックを分解するのに必要な時間を、自動化システムでは 100 個以上処理できると見積もっています。 次のステップは、このプロセスを商業規模に拡大することかもしれません。

McINTyre チームは、電気自動車のトランスミッション システムでも同様の分解技術を適用して、希土類磁石、銅、鋼鉄、完全な電力電子機器を回収する機会を見出しました。 ハート氏は、リサイクルをより経済的に実現可能にするためには、高い処理能力で実行されなければならず、施設内で複数の消費財を処理できるほど柔軟でなければならないと述べた。 同氏は「今後10～20年で電気自動車市場が発展すると予想される場合、廃棄物物流の問題を解決し、これらの廃棄車両とバッテリーを製造材料のサプライチェーンの中核として扱う必要がある」と述べた。

「このシステムは、ORNL のグリッド研究統合および展開センターで開発され、実証されています。 この研究は、ハードドライブを取り外して希土類磁石を回収するロボットに焦点を当てた ORNL が開発した専門知識に基づいています。 エンジニアは、これらの磁石をモーター内で直接再利用できることも証明しました。