[2/5] Power Days : Hydrometallurgy (โลหวิทยาการละลาย)ในการรีไซเคิลแบต, ได้ผลถึง 95 %

สวัสดีครับ หลังจากที่ผมเคยเขียนกระทู้การลดต้นทุนการผลิตแบตเกี่ยวกับ Volkswagen : Power Day กันไปแล้วนั้น มาวันนี้ผมจะมาเขียนข้อมูลต่อจากวันที่แล้วตรงนี้นะครับ อย่างไรก็ตามก่อนจะเข้าไปอ่านข้อมูลกระทู้นี้ ผมขอเอาบทความสรุปมาให้อ่านตรงนี้นะครับ

สรุปงาน Power Day

ใช้เทคโนโลยี unified cell เพื่อลดต้นทุนการผลิตแบตเตอรี่ลงไปถึง 50 %
Hydrometallurgy (โลหวิทยาการละลาย)ในการรีไซเคิลแบต : Volkswagen ออกมากล่าวว่าสามารถรีไซเคิลได้ถึง 95 % แล้ว และก่อนถึงขั้นตอนรีไซเคิลนั้น แบตจะถูกนำมาใช้เป็น second life battery สำหรับสำรองไฟฟ้าภายในบ้าน
Volkswagen เตรียมสร้างโรงงานผลิตแบตที่มีกำลังผลิตแบตอยู่ที่ 240 GWh ภายในปี 2030 นี้
Volkswagen เตรียมใช้แบต solid state ในปี 2025
รถยนต์ไฟฟ้าในเครือ Volkswagen ทุกคันจะมีฟังชั่น V2G หรือ Vehicle to Grid ซึ่งสามารถจ่ายไฟจากรถกลับไปยังบ้านช่วงไฟดับ, peak hour, และการใช้งานไฟฟ้าด้านอื่นๆครับ
Charging Network – Volkswagen เตรียมจับมือกับปั้มน้ำมันทั่วยุโรปให้หันมาสร้างสถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าภายในปั้มของตน ตอนนี้ได้ BP ซึ่งเป็นปั้มน้ำมันรายใหญ่ของทวีปมาช่วยสร้าง
หุ่นยนต์ charging robot – หุ่นยนต์ที่จะสามารถเดินเข้าไปชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าของคุณได้เหมือนการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าปกติ เหมาะสำหรับที่จอดรถที่ไม่มีที่ชาร์จไฟและพอชาร์จเสร็จ หุ่นยนต์ก็จะเดินไปชาร์จรถคันอื่นต่อ

Second life Battery (นำแบตมาใช้อีกครั้งหลังปลดประจำการ)

การนำแบตกลับมาใช้ใหม่อีกครั้งนั้นเรียกว่า Second life battery ครับ ซึ่งเป็นการนำแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าที่เสื่อมสภาพ(เก็บประจุไฟต่ำกว่า SoH (State of Health) 70-80%) ออกมาจากรถยนต์ไฟฟ้าจากนั้นทำการแยก module แบตที่เสื่อมหนักๆ ออกเพื่อนำไปรีไซเคิล ส่วน module ไหนที่ยังไม่เสื่อมมากก็จะเอามาใช้เป็น Second life battery คือนำกลับมาใช้ใหม่กับพวกแบตสำรองไฟในบ้านหรืออาคารพาณิชย์ หรือจะเอามาทำเป็นแบตเตอรี่สำหรับชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าก็ได้ครับ

ส่วนเซลแบตที่เสื่อมแล้วนั้นจะถูกส่งไปโรงงานรีไซเคิลของ Volkswagen ถัดไปครับ

โรงงานรีไซเคิลแบต : Salzgitter

โรงงานแห่งนี้สร้างเสร็จ ณ วันที่ 29 มกราคม 2564 ที่ผ่านมา ณ ปัจจุบันโรงงานแห่งนี้ได้เริ่มทดสอบการรีไซเคิลแบตอย่างเต็มตัวแล้วครับ ทาง Volkswagen ได้ย้ำว่าโรงงานแห่งนี้สามารถรีไซเคิลแบตได้มากถึง 1,500 ตันต่อปีหรือ 3,600 แพ๊ค(ต่อคัน)ต่อปี สาเหตุที่ตัวเลขการรีไซเคิลแบตยังน้อยแบบนี้เพราะแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้ามันยังไม่เสื่อมภายใน 8-10 ปีนี้แน่นอน ดังนั้นโรงงานแห่งนี้ถูกสร้างขึ้นมาเป็น pilot factory หรือเอาเป็นตัวโชว์ให้กับสาธารณชนได้เข้าใจกันได้แล้วว่า แบตเตอรี่นั้นรีไซเคิลได้นะ(เฟ้ย)

Volkswagen ยังบอกอีกว่า กว่าจะได้ใช้โรงงานแห่งนี้จริงๆ ก็อีก 10 ปีข้างหน้าเพราะหลังจากแบตรถยนต์ไฟฟ้าเสื่อมแล้ว ก็ไม่ได้แปลว่าจะต้องเอามารีไซเคิลทันทีเพราะถ้าแบตมันเสื่อมแค่ 20-30 % เค้าก็แค่นำไปใช้เป็น second life ต่อครับ

Battery Recycle ได้แล้วถึง 95 %

ใช่ครับ ทุกท่านอ่านไม่ผิดจริงๆ ตอนนี้ Volkswagen สามารถรีไซเคิลแบตเตอรี่ได้มากถึง 95 % ซึ่งการรีไวเคิลของ Volkswagen นั้นมีหน้าตาแบบด้านล่างนี้ครับ

ส่วนองค์ประกอบแบตของ Volkswagen นั้นจะมีองค์ประกอบตามข้อมูลด้านล่างนี้ครับ

จะเห็นได้ว่าแบตเตอรี่ของ Volkswagen นั้นมีสสารประกอบส่วนใหญ่เป็นอลูมิเนียม, รองลงมาคือกราไฟท์, ถัดมาก่อนเป็นนิกเกอร์ อย่างไรก็ตามเดี๋ยวผมจะมาเจาะลึกข้อมูลเรื่องการรีไซเคิลของ Volkswagen กันนะครับ

โลหวิทยาสารละลาย (Hydrometallurgy)

โลหวิทยาสารละลาย (Hydrometallurgy) เป็นวิชาเกี่ยวกับกระบวนการแยกสกัดและการผลิตโลหะ โดยการใช้ตัวทำละลายที่เหมาะสมชะละลายสินแร่หรือสารประกอบที่ได้จากการประกอบโลหกรรมอื่น ๆ ซึ่งแตกต่างจากโลหวิทยาความร้อนสูง (Pyrometallurgy) โลหวิทยาสารละลายแบ่งเป็น 2 กระบวนการที่แตกต่างกัน

(1) ชะละลายโลหะหรือสารประกอบที่ต้องการจากสินแร่ลงในสารละลาย

(2) ชะละลายมลทินออกจากสินแร่ ส่วนโลหะหรือสารประกอบที่ต้องการยังอยู่ในรูปของแข็งแล้วแยกออกจากสารละลายในภายหลัง โดยมีเป้าหมายเพื่อเพิ่มคุณภาพแร่ให้สูงขึ้น เช่น การใช้กรดเกลือชะละลายแคลไซด์ จากหัวแร่ทังสเตนที่ได้จากการลอยแร่

การเลือกกระบวนการหนึ่งกระบวนการใดขึ้นอยู่กับความยากง่ายในการละลายสิ่งที่ต้องการหรือสิ่งที่ไม่ต้องการออกมาโดยคำนึงถึงด้านค่าใช้จ่ายและกรรมวิธีเป็นหลัก โดยทั่วไปแล้วโลหวิทยาสารละลายใช้วิธีการแรกดำเนินการเป็นส่วนใหญ่

ที่มา : wikipedia

Volkswagen นั้นเลือกใช้ขั้นตอนการรีไซเคิลแบตแบบโลหวิทยาสารละลาย (Hydrometallurgy)ซึ่งจะสามารถเพิ่มอัตราการกู้ซากสสารต่างๆ ที่จำเป็นสำหรับการสร้างแบตใหม่ได้มากถึง 95 % โดยการรีไซเคิลแบบเก่านั้นไม่มีประสิทธิภาพและไม่สามารถเอาสสารต่างๆ เช่น (ลิเธียม, และโคบอล์ท)ที่เป็นพิษกับสิ่งแวดล้อมและยากต่อการขุดขึ้นมาเพื่อเอากลับมาใช้ใหม่ได้นะครับ

อย่างคาโธดนั้นประกอบไปด้วยแม๊คนิเซียม 12 kg , โคบอล์ท 9 kg, และลิเธียม 8 kg ดังนั้นที่ผ่านมานั้นโรงงานรีไซเคิลรุ่นเก่าไม่สามารถกู้แร่พวกนี้กลับมาได้เลย เรียกได้ว่ารีไซเคิลกลับมาใช้ได้เพียง 50 % ของปริมาณแบตทั้งหมดซึ่งส่วนใหญ่สิ่งที่รีไซเคิลได้คือพวกโลหะอย่างอลูมิเนียม, นิกเกอร์, และทองแดง

แต่การรีไซเคิลแบบโลหวิทยาสารละลาย (Hydrometallurgy) นั้นจะเป็นการใช้สารเคมีและการอบแห้งเพื่อให้สสารในโคโบล์ทเหล่านั้นกลายเป็น Black Power(ผงดำ)ตามภาพด้านล่าง

จากนั้นเค้าจะเอา Black Power นั้นไปทำการแยกสสารด้วยกรรมวิธีทางเคมีอีกทีเพื่อสกัดเอาแร่โคโบล์ท, ลิเธียม, และแม๊กนิเซียมออกจากกัน

Volkswagen เล็งเห็นประโยชน์การรีไซเคิลแบบละเอียดว่า 1 กรัมที่รีไซเคิลได้ก็เป็น 1 กรัมที่มีค่าในการนำกลับมาใช้ใหม่เพราะการไปขุดแร่เหล่านี้จากเหมืองนั้นมีต้นทุนแพงกว่าการรีไซเคิลเกือบเท่าตัว ผมได้ทำการแนบวิดีโอการรีไซเคิลแบตของจริงเอาไว้ด้านล่างนี้ด้วยนะครับ สำหรับท่านที่สนใจก็สามารถรับชมกันได้ครับ

ลดการปล่อยคาร์บอนได้ถึง 1.3 ตันต่อ Battery Pack

อย่างที่รู้ๆกันว่า การผลิตแบตนั้นต้องไปหาแร่ต่างๆ (เช่น โคบอล์ท, ลิเธียม, และแร่อื่นๆ)มาใช้ในการผลิตแบต จะดีกว่าไหมถ้าเราไม่จำเป็นต้องสร้างเหมืองขุดแร่เหล่านี้แต่เราสามารถเอาแร่เหล่านี้กลับมาใช้ใหม่ได้เกือบทั้งหมด(95 %) Volkswagen ก็เลยเอาสูตรออกมาคำนวณดังนี้ครับ

ยกตัวอย่างรถยนต์ไฟฟ้า Volkswagen ID.3 มีแบตประมาณ 62 kWh(โดน software lock สเปคให้ใช้ได้จริงเพียง 58 kWh) ทาง Volkswagen Group ได้บอกว่า เค้าสามารถลดการปล่อย CO2 จากการผลิตแบตก้อนนี้ไปได้ถึง 1.3 ตันต่อแพ๊คเลยทีเดียว ด้วยกรรมวิธีการรีไซเคิลนี่แหละครับ แทนที่จะออกไปขุดแร่เหล่านี้ Volkswagen หาหนทางเอาแร่เหล่านี้ออกจากแบตมาใช้ต่อได้แบบหมดจดแล้ว

นอกจากนี้ Volkswagen ยังประกาศอีกว่า เราไม่คิดจะรีไซเคิลแค่แบตรถยนต์ไฟฟ้าในเครือของเราเท่านั้น แต่เรายังยินดีรับแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าค่ายอื่นมารีไซเคิลอย่างแน่นอน (ก็แน่นอนแหละครับ การรีไซเคิลแบตมันทำเงินให้บริษัทได้มากกว่าการขุดแร่แบตจากเหมืองมาทำแบตลูกใหม่ซะอีก)

ที่มา : volkswagen new room