Robôs se juntam à bateria e reciclam o exército, mais seguro que a desmontagem artificial

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Pesquisadores do Laboratório Nacional de Energia de Oak Ridge, nos EUA, desenvolveram um sistema de desmontagem robótica para baterias de veículos elétricos usadas, recuperaram, renovaram e reutilizaram materiais essenciais, ao mesmo tempo em que reduziram o lixo tóxico. À medida que o carro elétrico cresce nos próximos 20 anos, como resolver o problema dos grandes conjuntos de baterias de íons de lítio que fornecem energia a ele? Os engenheiros do ORNL fizeram uma demonstração de que robôs podem acelerar a desmontagem, para que os trabalhadores realizem esse processo e melhorem muito a produção.

Timmcintyre, pesquisador-chefe em infraestrutura de eletrificação e energia do ORNL, disse que apenas uma pequena parte da bateria de íons de lítio do carro é reciclada, e a maioria dos processos usados ​​para reciclagem não são automatizados. Independentemente de o reciclador querer apenas passar pelo invólucro externo para entrar em contato com a bateria e substituir as peças de desgaste, a pilha de baterias é completamente reciclada para recuperar cobalto, lítio, folha de metal e outros materiais. O primeiro passo é o diagnóstico da bateria, para manuseá-la e desmontá-la com segurança e eficiência. McINTyre disse: "Com nosso sistema, quando o robô pega a bateria e a coloca na linha de produção, ele marca o último momento em que o ser humano teve contato com ela até que ela se transforme em pedaços e partes.

"Limitar a interação humana é importante para a segurança e a eficiência. O robô pode remover rapidamente parafusos e outros alojamentos, e os operadores humanos devem realizar processos rigorosos e longos, descarregando baterias usadas antes da desmontagem manual. A desmontagem automática reduz o contato de humanos com os produtos químicos tóxicos da bateria, bem como altos níveis de potência próximos a 900 volts em alguns veículos mais novos.

Como parte do Instituto de Materiais-Chave de Energia (CMI), o sistema de automação pode ser facilmente reconfigurado como qualquer tipo de pilha de bateria. Ele pode ser programado para acessar apenas um módulo de bateria separado para reforma ou como reutilização de armazenamento de energia fixa, ou a bateria pode ser desmontada até o nível da bateria para separação e recuperação de material. Este trabalho é baseado no conhecimento profissional dos projetos realizados pelo ORNL, e esses projetos são focados na recuperação de ímãs de terras raras por meio de robôs.

Os engenheiros também provam que esses ímãs podem ser reutilizados diretamente no motor. A desmontagem automática de componentes que contêm materiais essenciais não apenas elimina a desmontagem manual trabalhosa, mas também fornece um processo eficaz, separando os componentes em fluxos de maior valor, onde os materiais essenciais são concentrados em matérias-primas separadas para tratamento de recuperação. Esse valor agregado é uma parte importante do estabelecimento de um processo economicamente viável. Jonathanharter, membro do grupo do projeto ORNL, disse que os pesquisadores seguem o mesmo protocolo: decompõem manualmente os componentes usados ​​e coletam dados para o processo de criação de sistemas de automação de motoristas necessários para robótica e controle.

A comunidade industrial não está limitada ao número de baterias que pode trazer para esse processo, e tem havido um grande acúmulo de trabalho, e o fator de restrição é o tempo necessário para descarregar e desmontar manualmente. Harter estima que, em alguns processos, o tempo necessário para desmontar manualmente 12 pilhas de baterias pode ser processado pelo sistema de automação, que pode processar 100 ou mais. O próximo passo pode ser expandir esse processo para uma escala comercial.

A equipe da McINTyre também viu oportunidades de aplicar desmontagens semelhantes em sistemas de transmissão de veículos elétricos para recuperar ímãs de terras raras, cobre, aço e equipamentos eletrônicos de potência completos. Hart disse que, para tornar a reciclagem economicamente mais viável, ela deve ser realizada com alto rendimento e ser flexível o suficiente para lidar com diversos bens de consumo em uma instalação. Ele disse: "Se o mercado de carros elétricos deve se desenvolver nos próximos 10 a 20 anos, precisaremos resolver o problema da logística de resíduos e tratar esses veículos e baterias usados ​​como o núcleo da cadeia de suprimentos de materiais de fabricação.

"O sistema é desenvolvido e demonstrado no centro de integração e implantação de pesquisa de rede do ORNL. Este trabalho é baseado no conhecimento profissional desenvolvido pelo ORNL, que se concentra em robôs para remover o disco rígido para recuperar ímãs de terras raras. Os engenheiros também provam que esses ímãs podem ser reutilizados diretamente no motor.