A8号

专家表示,清洁能源技术需要设计成可回收产品。

由旋384

根据The Verge的说法,像苹果和三星这样的公司并不是唯一制造难以拆卸和回收的高科技设备的公司。太阳能电池板、风力涡轮机和电动汽车电池等关键清洁能源技术的制造商也是如此——与消费科技行业不同,该行业正慢慢开始扭转一些不可持续的设计做法,但在这方面几乎没有采取任何行动。

电池、太阳能电池板和风力涡轮机都是应对气候变化的重要工具。但是,这些技术的制造需要相当大的能源和资源,而保证我们能够持续制造更多技术的最好办法,就是将这些资源用后再利用。然而,今天,清洁能源的回收受到阻碍拆卸的设计选择的限制,包括超级粘合剂的广泛使用。专家表示,如果生产电动汽车用超大型电池和风力发电机用稀土磁体的公司改用新的粘合剂,这种粘合剂可以通过光、热、磁场进行“脱粘”,或者改用无胶设计,这种情况将会改变。

莱斯特大学化学教授安迪·艾伯特(Andy Abbott)说:“为回收而设计的产品还没有真正进入这个市场。”他最近与人合著了一篇关于脱胶粘合剂及其在清洁能源中潜在用途的评论文章。

~XF]X@{5V`WV1F9R_GU}8Z0.png

相反,雅培表示,制造商倾向于“过度设计”产品的安全性和耐用性。以电动汽车的电池为例,它是由几十到几千个独立的密封电池粘在一起组成的模块和电池组。虽然大量的粘合剂有助于确保电池在路上不会散架,但为了重复使用单个电池或回收锂、钴和镍等关键金属,将使电池拆卸变得极其困难。

该报告的合著者、英国伯明翰大学的电动汽车电池回收专家加文·哈珀(Gavin Harper)告诉《The Verge》:“目前,由于所有东西都粘在一起,许多电池最终会被撕碎。材料混合在一起,这使得回收过程中的后续步骤更加复杂。”

太阳能电池板和风力涡轮机也是为耐用性而设计的,这使得回收具有挑战性。大多数太阳能电池板由涂有聚合物密封剂层的硅电池组成,这种密封剂层将电池与耐候玻璃和塑料盖结合在一起。虽然这种电子夹层设计意味着面板可以在屋顶上暴露在大自然中几十年,但整个面板中使用的粘合剂和密封剂使其在使用寿命结束时很难分离部件。同时,风力发电机中的稀土磁体被涂上树脂和胶水,这可能会对任何想要回收和再利用这种材料的人造成严重污染。风力涡轮机可能含有数百磅的稀土元素。随着世界上越来越多的电动汽车和涡轮机被制造出来,对这些金属的需求将会急剧上升。

雅培表示,制造商才刚刚开始意识到回收清洁能源技术中的关键材料对于巩固长期供应非常重要——需要新的设计方法来推动这一目标。他说:“真的只是在过去的18个月左右,这种对话才开始出现。”

BR6(OU4XU%(7]KI~FW8C]6K.png

雅培和哈珀的新论文提出了一些实现更可循环利用的清洁技术部门的潜在路径。虽然太阳能制造商不太可能在短时间内消除粘合剂,但作者建议制造商可以转向使用化学物质、磁场甚至高频声脉冲来去除粘合剂的粘合剂和密封材料。对于风力发电机磁体来说,在强磁场下失去粘性是不可行的,但是可以通过加热熔化或通过紫外光剥离的粘合剂可能是可行的。

粘合剂较少的设计有助于大大提高电动汽车电池的回收利用率。哈珀说,如果电池能更容易地拆解成各个单元,那么回收阴极中的关键材料就会更容易,包括今天很少回收的锂。至少有一家公司已经将无胶电池设计商业化。2020年,中国电池制造商比亚迪发布了一款全新的“刀片电池”,其特点是电池长而薄,无需胶水即可夹在主电池组中。雅培说:“就拆卸而言,这是微不足道的。”

英国斯旺西大学的电池存储专家珍妮·贝克(Jenny Baker)表示,对于不想放弃胶基设计的电动汽车电池制造商来说,有“很多方法”可以导致更多的脱胶胶。在她看来,挑战将是开发一种可以快速剥离的粘合剂,并且该过程可以在工业规模上完成。

贝克说:“我们现在需要做的是将一些科学知识应用到工程中,这样我们就可以为真正的大规模回收做准备,因为我们知道会有很多这样的电池。”根据电动汽车和储能市场的预期增长,哈珀估计,到2040年,全球可能有约800万吨电池废料需要回收。到2030年,类似数量的太阳能电子垃圾可能会涌入回收工厂。

贝克说,为了说服制造商(和消费者)采用更有利于回收利用的粘合剂和无粘合剂设计,他们将需要确保这些替代品不会影响产品的耐用性或寿命,这通常是在清洁技术领域几十年的时间。她怀疑,许多新设计将不得不在寿命短的产品中进行“路试”,因为过早失败“风险更小”。

这可能包括消费技术市场,在那里,像Framework和Fairphone这样以可持续发展为导向的公司推出了模块化和无粘合剂的笔记本电脑和移动电话,旨在方便拆卸。甚至像苹果和戴尔这样的行业巨头最近也宣布了雄心勃勃的目标和产品概念,重点是可回收性。雅培已经与一家手机制造商进行了初步谈判,以便更容易地拆卸屏幕上的胶水,尽管他表示,该公司尚未接受这一想法。

最终,如果政策制定者开始强加要求,或者如果世界面临制造这些技术所需的金属和矿物短缺,制造商可能会被迫克服不愿为回收利用而调整产品设计的心理。贝克表示,随着清洁能源转型带来的对高科技金属的快速需求,企业将不得不开始在来源上进行更多创新。

贝克说:“如果你能获得(某种资源),但它的价格很高,这很糟糕,但你可以把价格转嫁给消费者。如果你根本拿不到,你就没有生意可做。”

您可能还会对下面的文章感兴趣: