Robot tham gia pin và tái chế quân đội, an toàn hơn so với tháo rời nhân tạo

Forfatter: Iflowpower – Fournisseur de centrales électriques portables

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm quốc gia Energy Oak Ridge của Hoa Kỳ đã phát triển một hệ thống tháo rời robot cho bộ pin xe điện thải, thu hồi, tái tạo và tái sử dụng các vật liệu chính, đồng thời giảm thiểu chất thải độc hại. Khi xe điện phát triển trong 20 năm tới, làm thế nào để khắc phục vấn đề về bộ pin lithium-ion lớn cung cấp năng lượng cho xe điện. Các kỹ sư của ORNL đã chứng minh rằng robot có thể đẩy nhanh quá trình tháo rời để công nhân có thể thực hiện quá trình này và cải thiện đáng kể năng suất.

Timmcintyre, nhà nghiên cứu trưởng về cơ sở hạ tầng năng lượng và điện khí hóa của ORNL, cho biết chỉ có một phần nhỏ pin lithium-ion của ô tô được tái chế và hầu hết các quy trình tái chế đều không được tự động hóa. Bất kể đơn vị tái chế chỉ muốn đi qua lớp vỏ ngoài để tiếp xúc với pin và thay thế các bộ phận bị hao mòn, thì đó là đống pin tái chế hoàn toàn để thu hồi coban, lithium, lá kim loại và các vật liệu khác, bước đầu tiên là chẩn đoán pin, nhằm xử lý và tháo rời an toàn và hiệu quả. McINTyre cho biết: "Với hệ thống của chúng tôi, khi robot nhấc bộ pin lên và đặt vào dây chuyền sản xuất, nó sẽ đánh dấu lần cuối cùng con người tiếp xúc với pin cho đến khi pin bị biến thành nhiều mảnh và bộ phận.

"Hạn chế sự tương tác của con người rất quan trọng đối với vấn đề an ninh và hiệu quả. Robot có thể nhanh chóng tháo bu lông và các vỏ máy khác, và người vận hành phải thực hiện các quy trình nghiêm ngặt, kéo dài, xả pin thải trước khi tháo dỡ thủ công. Việc tháo rời tự động giúp giảm sự tiếp xúc của con người với các hóa chất độc hại trong pin, cũng như mức điện áp cao gần 900 vôn ở một số loại xe mới hơn.

Là một phần của Viện Vật liệu Năng lượng Chính (CMI), hệ thống tự động hóa có thể dễ dàng được cấu hình lại thành bất kỳ loại cụm pin nào. Có thể lập trình để chỉ truy cập vào một mô-đun pin riêng biệt để tân trang hoặc tái sử dụng làm bộ lưu trữ năng lượng cố định, hoặc có thể tháo rời pin cho đến khi đạt mức cần thiết để tách và thu hồi vật liệu. Công trình này dựa trên kiến ​​thức chuyên môn về các dự án do ORNL thực hiện và các dự án này tập trung vào việc thu hồi nam châm đất hiếm thông qua robot.

Các kỹ sư cũng chứng minh rằng những nam châm này có thể được tái sử dụng trực tiếp trong động cơ. Việc tháo rời tự động các thành phần chứa vật liệu chính không chỉ loại bỏ việc tháo rời thủ công tốn nhiều công sức mà còn cung cấp một quy trình hiệu quả, phân tách các thành phần thành các luồng giá trị cao hơn, trong đó các vật liệu chính được tập trung thành các nguyên liệu thô riêng biệt để xử lý thu hồi. Giá trị gia tăng này là một phần quan trọng trong việc thiết lập một quy trình khả thi về mặt kinh tế. Jonathanharter, thành viên của nhóm dự án ORNL, cho biết các nhà nghiên cứu tuân theo cùng một giao thức: phân tích thủ công các thành phần đã sử dụng và thu thập dữ liệu cho quá trình này để tạo ra các hệ thống tự động hóa trình điều khiển cần thiết cho robot và điều khiển.

Cộng đồng công nghiệp không bị giới hạn bởi số lượng pin mà họ có thể đưa vào quy trình này, và hiện có một lượng lớn pin tồn đọng, và yếu tố hạn chế là thời gian cần thiết để xả và tháo rời thủ công. Harter ước tính rằng trong một số quy trình, thời gian cần thiết để tháo rời thủ công 12 cụm pin, hệ thống tự động hóa có thể xử lý 100 cụm pin trở lên. Bước tiếp theo có thể là mở rộng quy trình này sang quy mô thương mại.

Nhóm McINTyre cũng nhìn thấy cơ hội áp dụng phương pháp tháo rời tương tự trong hệ thống truyền động của xe điện để thu hồi nam châm đất hiếm, đồng, thép và toàn bộ thiết bị điện tử công suất. Hart cho biết, để việc tái chế trở nên khả thi hơn về mặt kinh tế, quá trình này phải được thực hiện với năng suất cao và đủ linh hoạt để xử lý nhiều mặt hàng tiêu dùng trong một cơ sở. Ông cho biết: "Nếu thị trường xe điện dự kiến ​​phát triển trong 10 đến 20 năm tới, chúng ta sẽ cần giải quyết vấn đề hậu cần chất thải và xử lý những loại xe và pin thải này như là cốt lõi của chuỗi cung ứng vật liệu sản xuất.

"Hệ thống được phát triển và trình diễn tại trung tâm tích hợp và triển khai nghiên cứu lưới điện của ORNL. Công trình này dựa trên kiến ​​thức chuyên môn do ORNL phát triển, tập trung vào robot tháo ổ cứng để thu hồi nam châm đất hiếm. Các kỹ sư cũng chứng minh rằng những nam châm này có thể được tái sử dụng trực tiếp trong động cơ.