Закрыть батареи: Как закрыть батареи – 11 идей и 70 реальных фото

Как закрыть батарею и трубы отопления гипсокартоном

• Каркас для корпуса
• Выбор эскиза конструкции
• Установка короба
• Обшивка
• Альтернативные решения

Незначительные недоделки могут испортить даже и самый качественный ремонт. Есть вещи, которые очень трудно встроить в выбранный дизайн. К ним в первую очередь относятся радиаторы отопления: даже современные, менее примитивные, чем советские чугунные, выглядят достаточно убого и нарушают всю элегантную композицию. Ничего лучшего не придумано, кроме, как закрыть саму батарею. И одним из самых удачных вариантов, который может идеально вписать непривлекательный элемент в дизайн, станет оборудованная вокруг радиатора гипсокартонная конструкция.

Каркас для корпуса

Тот, кто собрался сделать короб для батареи своими руками, в первую очередь должен обратить внимание на подоконник над ней. Он может прикрывать сверху конструкцию целиком, а то и немного выступать за ее края.

Этого требует не только эстетическая сторона дела, но и практическая: торчащий из-под подоконника короб постоянно будет задеваться домашними, в связи с чем срок службы конструкции сократится. Для воплощения задумки нам понадобятся:

1. гипсокартон толщиной в 12 мм;
2. профили двух размерностей: 60х27 и 27х28;
3. серпянка;
4. перфорированные уголки;
5. крепеж: саморезы по металлу и гипсокартону, дюбели 6х40;
6. шпатлевка.

К содержанию↑

Выбор эскиза конструкции

Перед разработкой эскиза подумайте, как именно вы собираетесь закрыть батарею гипсокартоном: соорудить «шкафчик» только под нее или закрыть по подоконник всю стену, сделав своего рода полку. Второй метод несколько расточительней по материалам, зато помогает решить проблему со слишком узким подоконником: он просто встраивается в верхнюю поверхность. Одновременно снимается вопрос, как закрыть трубы отопления в комнате – они прячутся за обшивкой. Правда, это допустимо только для металлопластиковых труб с обжимными фитингами: у остальных слишком высок риск прорыва.

К содержанию↑

Алгоритм действий при установке короба

1. Проводятся замеры. При расчете короба для батареи из гипсокартона надо делать припуск спереди и боков примерно на 2 см, чтобы его стенки не соприкасались с радиатором.
2. Устанавливаются несущие элементы каркаса из профиля 27х28. Перед креплением уровнем проверяется их вертикальность/горизонтальность, после чего он фиксируется дюбелями ко всем примыкающим (подоконнику, полу, стене). Между профилем и поверхностями прокладывается амортизирующая лента.
3. После установки каркасного скелета монтируются перемычки из профиля 60х27.

В готовом виде обрешетка должна быть крепкой, не поддающейся расшатыванию. Если оно наблюдается, нужно добавить поперечных упорных планок.

К содержанию↑

Обшивка батареи гипсокартоном

Практически не имеет отличий от облицовочных работ других направлений.

1. ГКЛ разрезается по точным размерам. Для этого пользуются канцелярским ножом.
2. Элементы прикручиваются на профили саморезами с частотой 3-4 штуки на погонный метр. Утапливать шляпки нужно на 1 миллиметр, чтобы они стали заподлицо с листом, но не разорвали картонное покрытие.

Отличие обшивки короба от, скажем, ниши существует только одно: чтобы закрыть батарею гипсокартоном, но не потерять при этом подавляющее количество вырабатываемого ею тепла, в листах требуется просверлить вентиляционные отверстия. Их можно проделать дрелью с насадкой-коронкой. Рекомендованный диаметр отверстия – 5 см, но такие «дырки» могут выглядеть не слишком привлекательно. В качестве альтернативы можно выбрать одно из двух направлений:

1. Насверлить большое количество более мелких отверстий. Диаметр меньше сантиметра нерентабелен: тепло будет проходить с трудом, а сами дырки станут быстро забиваться пылью и будут нуждаться в прочистке.
2. Сделать в коробе своего рода окошки и вставить в них пластиковые вентиляционные решетки, какие используются в ванной и на кухне.

К содержанию↑

Альтернативные идеи решения проблемы

Есть и другие способы, как закрыть батареи в комнате. Среди них можно упомянуть:

1. Радиаторные решетки – металлические и пластиковые. Они несколько скрадывают радиаторы и делают их не такими заметными на общем фоне. Среди плюсов: меньше отбирают подаваемое тепло; являются съемными, обеспечивая доступ к радиаторам в любое время. Среди минусов: довольно стандартное, тривиальное оформление и малый выбор цветов.
2. Стенка-решетка из деревянных планок. Хороша тем, что гармонирует практически с любым интерьером и не препятствует ремонтным работам. Однако занимает достаточно много места и выполняет чисто декоративную функцию.
3. Встроенная ниша из гипсокартона для батареи. Утопленный в нее радиатор можно закрыть любым экраном, а подводящие трубы спрятать под обшивку. Потери тепла при таком решении минимальны, радиатор в глаза не бросается и в случае аварии остается легкодоступным. Эта идея особенно удачна, как способ закрыть батарею на кухне, где нежелательно отнимать лишнее пространство, подоконник узковат для оборудования короба, а менять его нет желания или возможности.

Таким образом, зная, чем закрыть батарею в комнате или на кухне, вы сможете выбрать подходящий вариант при проведении ремонта. Кстати, обсуждая данный вопрос, все же можно прийти к выводу, что многие выбирают именно гипсокартонный короб, как наиболее практичный способ.

Автор статьи

Закрыть батарею отопления гипсокартоном своими руками: фото

Создавая дизайн интерьера своего жилища, каждый хозяин мечтает сделать его удобным, привлекательным и необычным. Но есть один нюанс – чугунные батареи, которые бросаются в глаза, особенно если квартира отделана по последней моде. Рассмотрим, как закрыть батарею гипсокартоном самостоятельно.

Для придания помещению современного вида достаточно соорудить красивый экран из гипсокартона. Он скроет старую и неприглядную батарею от посторонних глаз. Стоит отметить, что работа может быть произведена своими руками, да и стоимость материалов небольшая. Некоторые обыватели сомневаются, можно ли закрывать батареи гипсокартоном. Рассмотрим подробно этот вопрос.

Вернуться к оглавлению

Полное содержание материала

• 1 Варианты скрытия отопительных труб в интерьере квартиры
• 2 Необходимые инструменты и материал
• 3 Алгоритм действий при создании короба для скрытия батареи
• 4 Пошаговая инструкция монтажных работ
  • 4.1 Подготовка основания
  • 4.2 Разметка и чертежи
  • 4.3 Сбор каркаса
  • 4.4 Крепление гипсокартона на каркас
  • 4.5 Установка теплового отверстия
  • 4.6 Финишная отделка готовой конструкции
  • 4.7 Варианты оформления
• 5 Фото примеры закрытых труб и батарей отопления гипсокартоном

Варианты скрытия отопительных труб в интерьере квартиры

Есть масса способов, которые помогают замаскировать отопительные приборы в квартире, не мешая поддерживать комфортную температуру в помещении.

Можно заказать радиаторы по индивидуальному дизайну, но способ этот достаточно дорогой и недоступен широкому кругу потребителей.

Если финансовые возможности вашей семьи этого не позволяют, то можно закрыть радиаторы простым экраном. Известно несколько вариантов таких приспособлений:

• купить и закрепить на радиаторе навесной экран;
• создать деревянный элемент, который крепится над радиатором;
• соорудить короб из гипсокартона, который замаскирует батарею.

Если рассматривать последний вариант, то он является самым востребованным. Это обусловлено простотой сборки и недорогим материалом, который применяется для конструкции. Но назвать этот способ совершенным нельзя, так как при непредвиденных поломках или протечках, короб придется полностью демонтировать.

Навесной экран для батареи

Перед тем как сооружать конструкцию, следует произвести тщательный осмотр системы отопления. Проверьте насколько надежны стыки и соединения. Если трубы старые, то лучше их заменить, старая батарея подлежит замене, в случае ее ненадежности. Только после ремонта отопительной системы в квартире можно начать работу по созданию экрана для радиатора из гипсокартона.

Существуют параметры, которым должна отвечать конструкция из гипсокартона для маскировки батареи отопления:

1. Теплый воздух должен беспрепятственно выходить из конструкции, чтобы прогрев комнаты был равномерным.
2. Все коммуникационные краны должны быть доступны в любой момент.

Важно! Некоторые хозяева квартир полностью закрывают батареи листами ГКЛ – делать это ни в коем случае нельзя.

Вернуться к оглавлению

Необходимые инструменты и материал

Перед началом работы, готовят инструмент. Для сооружения конструкции вокруг батареи понадобится:

• ударная дрель;
• уровень;
• отвес;
• уголок строительный;
• шпатели;
• валик;
• шуруповерт;
• рулетка;
• ножницы по металлу;
• канцелярский нож;
• насадка миксер.

Монтаж короба для батареи

Кроме инструмента нужен следующий материал:

• профили;
• ГКЛ;
• шпаклевка;
• перфорированный уголок;
• подвесы;
• крепежи.

Материал нужно подготовить в нужном количестве  так, чтобы не пришлось ехать в магазин докупать.

Вернуться к оглавлению

Алгоритм действий при создании короба для скрытия батареи

Есть два способа, которыми можно замаскировать отопительную батарею за конструкцией из гипсокартона: закрыть радиатор декоративной стеной из ГКЛ или соорудить обычный короб из гипсокартона вокруг радиатора.

Какой способ применить? Все зависит от планировки квартиры и расположения отопительных коммуникаций в помещении.

Сооружение короба целесообразно в том случае, если радиатор располагается на стене. Сделать это можно своими руками из гипсокартона достаточно быстро. Этот способ более предпочтителен, так как маскируется только батарея, и полезная площадь при этом не страдает.

Размеры короба будут зависеть от батареи, которую нужно спрятать. Важно учитывать – края короба будут находиться от батареи примерно на 15 см дальше, со всех сторон.

Каким будет короб – парящим или стоящим на полу, зависит от интерьера квартиры и решения дизайнера. Как только принято решение по конструкции короба, следует приступить к подготовке поверхности и разметке.

Вернуться к оглавлению

Пошаговая инструкция монтажных работ

Подготовка основания

Для сооружения конструкции основание должно быть правильно подготовлено. С поверхности счищают старое покрытие, удаляют грязь и пыль, грунтуют.

Если стена, на которой находится батарея, имеет значительные неровности, то ее следует сделать ровной при помощи гипсовой штукатурки. Затем поверхность желательно зашпаклевать, так как сделать это после сооружения конструкции будет невозможно.

Разметка и чертежи

Если предполагается сделать парящий короб для маскировки батареи, то:

1. Отмеряем от низа радиатора нужное расстояние и по уровню чертим прямую – низ короба.
2. Отчертить боковые линии, применив для этого строительный уголок. Важно не забывать о 15 сантиметрах, которые должны быть между краем батарей и началом конструкции.
3. Верхние края перпендикулярных линий соединяем по уровню.
4. Проводим ревизию всех прямых по уровню.

Если будет смонтирован стоящий на полу короб, то разметка начинается с верхнего края батареи, и перпендикулярные линии отводятся сверху вниз. Посмотреть как это сделать можно на фото.

Помимо этого, на полу производится разметка короба таким образом, чтобы окончание короба с лицевой стороны выступало на 15 см относительно радиатора.

Пример чертежа каркаса экрана

В некоторых квартирах отопительные радиаторы установлены в нишах, которые застройщики предусматривают под окнами. В этой ситуации подойдет только второй способ сооружения короба.

Некоторые владельцы квартир желают кардинально изменить интерьер своей квартиры. При этом допускается сооружение фальшьстены из гипсокартона, которая скрывает все отопительные коммуникации, но стоит отметить, то этот метод более затратный финансово.

Сбор каркаса

Первое, что нужно сделать для того, чтобы закрыть гипсокартоном батарею – смонтировать каркас. Для этого нужно взять профили из металла, оцинкованные 60х28 и 27х28.

Вначале закрепляются элементы, которые будут находиться на стене. Алгоритм такой:

1. Профиль подставляют к линии на стене.
2. При помощи дюбелей гвоздей и перфоратора закрепляют профильные элементы на стене, шаг крепежа 20 см.
3. Проверяют уровень.

После этого монтируется второй уровень каркаса. Нарезать профиль на отрезки по нужной длине. Надрезать края элементов на 5 см, по сгибу профиля.

Каркас короба

Края профиля обрезают, а среднюю надрезанную часть загибают в сторону, закрепляя отрезки под углом 90 градусов к стеновым профилям

В случае сооружения конструкции по высоте всей стены шаг профиля будет 60 см.

Следующим шагом будет крепление вертикальных отрезков на передней части конструкции. Как только каркас готов, можно приступать к его обшивке.

Важно! Каркас, выполненный из профиля для маскировки батареи отопления, должен быть прочным и жестким.

Крепление гипсокартона на каркас

Раскроите ГКЛ на куски нужного размера. Закрепите их на каркас при помощи черных саморезов, шагом 15 см.

Саморезы вкручивают очень аккуратно, шуруповертом на низкой скорости. Следите, чтобы шляпка крепежа не провалилась в гипсокартон и не испортила материал.

Стоит отметить, что работать с материалом достаточно просто. Можно обустроить угловой фальшкамин из гипсокартона, который будет отапливать помещение.

Установка теплового отверстия

Как только сооружен короб из гипсокартона под батарею, в нем остается «окно» из которого будет видно батарею, его закрывают декоративным экраном, он поможет теплому воздуху равномерно распределяться по всей комнате.

Финишная отделка готовой конструкции

Черновая отделка короба проводится по следующей технологии:

• швы между отрезками материала заделываются серпянкой и шпаклевкой;
• шпаклевку наносят на шляпки саморезов;
• как только высохнут швы, шпаклюется вся поверхность в два слоя;
• после высыхания конструкции, ее следует зашкурить.

На этом черновая отделка конструкции из гипсокартона, которая закрывает батарею, готова.

Варианты оформления

Оформить короб, который служит для маскировки радиатора отопления можно любым материалом: покрасить, поклеить обои, отделать декоративной штукатуркой. Облицовка будет зависеть от общего интерьера квартиры и предпочтений хозяина помещения.

Вернуться к оглавлению

Фото примеры закрытых труб и батарей отопления гипсокартоном

Может ли переработка замкнуть цикл на батареях электромобилей?

В КОНЦЕ ОКТЯБРЯ 2019 Г.  на заводе по переработке отходов в Скоттсдейле, штат Аризона, вспыхнул пожар. Пламя охватило участок площадью 40 000 квадратных футов, а ветер со скоростью 60 миль в час поднял массивный столб дыма по близлежащему шоссе, вынудив местных властей закрыть дорогу. Пожарным понадобилось только на следующий день, чтобы потушить пламя. После этого компания, которая управляла сайтом, была вынуждена приостановить сбор в близлежащих городах; выжженный комплекс был оборудован для переработки 85 000 тонн отходов в год, и теперь этому хламу некуда было деваться, кроме как на свалку.

Виновник? Литий-ионный аккумулятор, такой же, как в телефонах и ноутбуках. Хотя эти гиперэффективные элементы, как правило, безопасны, они продолжают хранить летучую энергию даже после того, как умирают, а это означает, что небрежное удаление может привести к взрывам и пожарам. В отчете Агентства по охране окружающей среды за 2021 год были обнаружены общедоступные записи о таких пожарах в 28 штатах в период с 2013 по 2020 год, и отмечен один объект, на котором за один год их было более дюжины. Риск будет только расти: согласно оценке исследовательской компании Rystad Energy, к 2030 году можно ожидать, что мировой рынок лития увеличится в 20 раз.

Тот факт, что так много аккумуляторов оказывается в кучах металлолома, создает еще более серьезную проблему для перехода от ископаемого топлива. Их содержимое является ключевым компонентом электромобилей, но содержащиеся в них металлы — литий, кобальт и никель — становится все труднее добывать, и зачастую они поступают только из нескольких стран. Электромобили следующего поколения потребуют добычи тысяч тонн лития и кобальта из солончаков и рудных месторождений по всему миру, что является столь же разрушительным для окружающей среды, сколь и дорогостоящим.

«Мы должны пытаться перерабатывать все, что можем, но в случае с батареями это становится еще более важным», — говорит Фэнци Ю, профессор инженерии Корнельского университета, изучающий жизненные циклы таких элементов, как литий, в энергетических системах. Вы указываете, что наша отечественная индустрия электромобилей зависит от лития, который добывается и перерабатывается в странах по всему миру, что дает нам небольшой внутренний контроль над производством основных материалов. Если что-то случится с глобальной цепочкой поставок, наш доступ к этим драгоценным металлам будет нарушен, что задержит усилия по переходу на экологически чистые технологии.

Эта машина выщелачивает примеси из измельченных батарей, оставляя после себя литий, никель, кобальт и графит. Райан Роддик

Хорошая новость заключается в том, что мертвые могут воскреснуть. Ключевые металлы, содержащиеся в старых батареях, таких как та, что вызвала пожар в Скоттсдейле, созрели для извлечения и перекачки обратно в цепочку поставок. При правильной инфраструктуре мы могли бы резко сократить объемы добычи, необходимые для производства металла для новых ячеек, и при этом снизить риск буквального возгорания мусорных баков.

Пока электромобили набирают популярность в США, несколько стартапов работают именно над этим. Одна из самых передовых компаний, Ascend Elements, этим летом открывает в Джорджии крупный завод по переработке аккумуляторов, где будет извлекать литий, кобальт и никель, и ее конкуренты не сильно отстают. Вместе эти компании спешат нарастить масштабы, прежде чем первое поколение электромобилей будет списано. Их усилия могут замкнуть цикл, создав систему, которая меньше зависит от ископаемого топлива и от ненужной добычи полезных ископаемых.

БРИТАНСКО-АМЕРИКАНСКИЙ химик М. Стэнли Уиттингем изложил первую концептуальную основу перезаряжаемой литий-ионной батареи в конце 1970-х годов, получив за свои усилия Нобелевскую премию в 2019 году. следующее десятилетие. Но эта концепция не стала коммерческой до 1991 года, когда Sony начала использовать ячейки для увеличения срока службы своих видеокамер. Плотность энергии, которую могут удерживать такие батареи, с тех пор увеличилась почти втрое, а стоимость их производства упала более чем в 9 раз.7 процентов за тот же период, с примерно 7500 долларов в 1991 году до менее чем 200 долларов в 2018 году.

Все батареи работают, сохраняя химическую энергию и преобразовывая ее в электричество. Обычная ячейка содержит разные проводящие металлы на двух выводах: аноде, или отрицательной стороне, и катоде, или положительной стороне. Эти два компонента разделены химической средой, известной как электролит. Когда вы включаете устройство, сдерживаемые электроны в аноде устремляются из ячейки через цепь к катоду, притягиваясь к его положительному заряду. Движение электронов по цепи — это то, что генерирует сок.

В обычной батарее нет возможности обратить этот процесс вспять. Когда достаточное количество сдерживаемых электронов покидает анод, все умирает. Литий-ионные батареи, с другой стороны, имеют гораздо более длительный срок службы благодаря своему основному элементу, который является одним из самых легких и самых реакционноспособных металлов в периодической таблице. В незаряженном состоянии в катоде болтается пучок атомов лития. Когда вы подключаете свое устройство к источнику питания, эти реактивные атомы лития быстро отдают свои электроны, которые проходят через внешнюю цепь, прежде чем остановиться на аноде. Ключевое преимущество заключается в том, что эти улетающие электроны оставляют после себя положительно заряженные ионы лития, которые затем притягиваются отрицательным зарядом источника питания через электролит к аноду, где они и попадают в ловушку. Когда вы отключаете устройство от источника питания и включаете его, происходит обратный процесс. Естественно нестабильные ионы лития проходят через электролит, чтобы вернуться к катоду, в то время как электроны движутся, чтобы присоединиться к ним, вырабатывая электричество по пути. Электроны и ионы теперь болтаются в катоде до следующей зарядки аккумулятора.

Оборудование Ascend Elements извлекает графит из измельченных литий-ионных аккумуляторов для продажи традиционным переработчикам. Райан Роддик

Структура этого металлического катода является ключом к долговечности батареи: он функционирует как атомная лазанья из таких металлов, как никель и кобальт, со слоями, достаточно тонкими, чтобы ионы лития и электроны оказывались в ловушке между ними. Однако, когда ионы перемещаются взад и вперед по батарее, они искажают эту лазанью, заставляя атомную архитектуру набухать и трескаться. Каждый цикл зарядки вызывает ряд других неконтролируемых химических реакций, которые со временем ухудшают состояние батареи, подобно тому, как наше собственное тело ухудшается в процессе нормального старения. Обычно вы не можете увидеть этот распад невооруженным глазом, но в течение пары лет силовой ячейке становится все труднее перемещать энергию. Средняя литий-ионная батарея выдерживает несколько тысяч циклов зарядки, прежде чем начнет разряжаться. (Однако даже в этом случае батарея сохраняет заряд, что делает их легковоспламеняющимися при гниении.)

Быстрый рост индустрии электромобилей вызвал всплеск спроса на металлы, которые делают все это возможным, включая титульный литий. Результатом стал бум горнодобывающей промышленности в некоторых странах со значительными месторождениями, таких как Китай, Чили и Австралия. Мировое производство утроилось с 31 000 тонн в год в 2010 году до 110 000 тонн в 2021 году. Но учитывая, что мировой рынок электромобилей растет примерно на 20 процентов в год, спрос растет слишком быстро, чтобы любой производитель мог за ним угнаться. Международное энергетическое агентство прогнозирует, что к 2030 году ежегодное производство лития может сократиться почти на 2 миллиона тонн до уровня спроса. классическое узкое место. По словам исследовательской компании Rystad Energy, если мощность не увеличится, к концу десятилетия цена на материал может утроиться.

Растущий спрос также приводит к увеличению затрат на охрану окружающей среды. Компании используют десятки миллиардов галлонов воды в год, чтобы выкачивать металл из-под земли, истощая ресурсы в таких уже засушливых странах, как Чили. Было несколько сообщений о гибели рыбы и истощении или загрязнении пресной воды вблизи литиевых рудников в Тибете, Аргентине и Соединенных Штатах.

Все эти факторы усиливают аргументы в пользу утилизации. В течение первых нескольких десятилетий на рынке литий-ионные аккумуляторы не были достаточно ценными, чтобы кто-то мог превратить отработанные в новый материал, но несколько организаций все еще пытались не допустить их попадания на свалки, в первую очередь Call2Recycle, Inc. финансируется крупными производителями аккумуляторов в 19В 90-х годах в надежде снизить экологические риски (и юридическую ответственность), связанные с их продукцией, некоммерческая организация с тех пор развернула программу сбора отходов, которая собирает отходы из трех основных источников: ремонтных центров, муниципальных отходов и сети из 16 000 общественных организаций. перед ящиками для дроп через Соединенные Штаты. В прошлом году было собрано более 8 миллионов фунтов выброшенных клеток.

Дхирен Мистри, инженер по материалам аккумуляторов в Ascend Elements, тестирует водный раствор, содержащий восстановленные металлы. Райан Роддик

«Когда мы только начинали, преобладающим химическим составом батареи был никель-кадмий, — говорит Эрик Фредериксон, управляющий директор программы, имея в виду тип элемента, который часто используется в громоздких, но портативных электроинструментах. Теперь, по его словам, «литий-ионный — это самая крупная химия батарей, которые мы собираем».

В течение ряда лет мощности по переработке лития в США были настолько малы, что Call2Recycle приходилось отправлять свою добычу за границу. Однако теперь на сцене появился новый клиент, который обещает превратить эти отходы в ингредиенты для совершенно новых силовых элементов электромобилей.

Научно-исследовательский центр ASCEND ELEMENTS расположен в неприметном офисном парке недалеко от Вустера, штат Массачусетс. Если бы вы стояли снаружи, вы, вероятно, догадались бы, что все внутри проводят свои дни за компьютерами. Реальность немного сложнее: фронт-офис ведет обратно на склад, где компания отлаживает процесс переработки литий-ионных аккумуляторов и готовится к его расширению.

Система Ascend основана на собственной разработке компанией процесса, называемого гидрометаллургией, который включает растворение измельченных металлов в химическом растворе и повторное выщелачивание их обратно в твердые вещества. Это усовершенствование более старой и менее элегантной технологии, известной как пирометаллургия, которая требует плавки батарей и отделения перегретых компонентов, создавая токсичные газы, такие как диоксины и фураны.

Вручив мне пару защитных очков, соучредитель и главный технический директор Ascend Эрик Грац показывает мне работу. Перекрикивая постоянный визг генератора, он вводит меня в помещение с высокими потолками, где доминирует дюжина соединенных между собой резервуаров и машин. Над нами возвышаются три стальных чана, пара 10-футовых приспособлений, похожих на гармошки, и набор из нескольких резервуаров поменьше, соединенных трубами и трубками.

Все вместе, говорит Грац, оборудование работает как гигантская кофеварка с френч-прессом. Ascend покупает разряженные батареи у коллекционеров, таких как Call2Recycle, или у производителей электромобилей, а затем измельчает их в измельчителе с мелкими зубьями. Остаток поступает на завод в Вустере в виде темного порошка — «черной массы» на отраслевом языке — который заменяет бобы яваны в этом химическом настое. Цель состоит в том, чтобы разжижить мертвый металл, удалить примеси, такие как пластик и нежелательные металлы, изменить его химическую структуру, а затем сконденсировать его обратно в порошок, чтобы его можно было использовать для нового производства.

Сначала Грац подводит меня к трем чанам, за которыми находится бункер с измельченными батареями. Шаг первый — черную массу перекачивают в чаны, где она растворяется в запатентованной химической смеси, разрыхляя атомную структуру лития, никеля и кобальта внутри. Эта часть не так уж и сложна. Хитрость заключается в том, чтобы снова превратить его в порошок.

Ascend хочет производить материал для новых катодов — положительной стороны батареи — поскольку его труднее всего достать. Но поскольку пылевидные батареи содержат несколько различных металлов, некоторые из которых бесполезны, Ascend сначала должна отделить те, которые ему не нужны. Проходя на цыпочках вокруг снующих туда-сюда лаборантов, мы добираемся до машин, похожих на аккордеоны. Они прокачивают суспензию черной массы через набор фильтрующих панелей, чтобы отфильтровать ненужные твердые частицы, что эквивалентно продавливанию гущи во френч-прессе. Фрагменты графита и меди прилипают к фильтрам, оставляя черные и зеленовато-желтые пятна; Воспользуйтесь более поздними упаковками и продайте их традиционным переработчикам.

Следующим шагом будет разделение оставшейся смеси на два ключевых компонента: литий и смесь никеля, кобальта и марганца. Точный метод, с помощью которого Ascend делает это, является запатентованным — часть того, что отличает компанию от ее конкурентов, — но Gratz допускает, что он использует преимущества уникального химического состава лития. В то время как большинство металлов с большей вероятностью растворяются при нагревании, литий менее растворим при более высоких температурах. Это означает, что команда может изолировать важнейший металл, нагревая смесь. Полученные гранулы очень похожи на соль, которую вы держите в обычном шейкере.

Затем они осаждают черную массу обратно в порошок, еще один запатентованный процесс, происходящий в наборе машин, которые выглядят как дроиды старшего поколения из «Звездных войн» — большие квадратные трапеции с маленькими безделушками наверху. Команда Ascend может регулировать концентрацию никеля и кобальта в каждой партии в соответствии со спецификациями покупателей: например, батарея с большим содержанием никеля имеет более короткий срок хранения, но может удерживать больше энергии, что делает ее идеальной для транспортных средств, которым необходимо путешествовать. сотни миль. Как только миксер рекомбинирует порошок с извлеченным литием, конечный продукт выглядит точно так же, как и тот, который был получен, о чем свидетельствуют банки до и после, которые мне вручает Грац. Но молекулярная структура переработанного порошка омолаживается, готовая снова хранить гиперреактивные ионы лития.

Этот процесс чрезвычайно эффективен: Ascend извлекает 98 процентов самых дорогих металлов, никеля и кобальта. Для лития, говорит Грац, эта цифра больше похожа на 80 процентов. Черный порох, покидающий завод, буквально готов к работе. Производители аккумуляторов обычно распыляют вещество на фольгу и сворачивают или сворачивают материал в новые аккумуляторные элементы.

СЛОЖНО, КАК  Операция Ascend в Вустере может показаться всего лишь прототипом завода по переработке аккумуляторов площадью 154 000 квадратных футов, который должен открыться недалеко от Атланты летом 2022 года. Операция будет находиться на стыке бума электромобилей в юго-восток США. Volkswagen скоро запустит подразделение электромобилей на своем заводе в Чаттануге, штат Теннесси, а Ford строит сборочный завод и несколько заводов по производству аккумуляторов, в том числе в Кентукки и Теннесси. Предприятие Ascend не будет запущено еще несколько месяцев, но такие производители, как SK Battery America, которая помогает снабжать такими мощными нападающими, как Ford и Volkswagen, уже начали отгружать поддоны производственного лома. Он накапливается тоннами, просто ждет, чтобы отправиться в путь.

Когда завод Ascend в Джорджии будет запущен, он сможет перерабатывать около 33 000 тонн разряженных батарей и других отходов в год, в результате чего переработанного металла будет достаточно, чтобы зажечь до 70 000 электромобилей. По словам вице-президента по маркетингу Роджера Лина, производители автомобилей смогут подписать простой односторонний контракт на покупку восстановленного материала из мертвых элементов электромобиля или заключить двустороннюю сделку, чтобы предоставить лишние отходы со своих заводов и получить их. вернулся в возрожденном виде. Ascend также может взять разряженные аккумуляторы у производителей автомобилей, а затем создать новый материал для всех, кто этого захочет.

Генеральный директор Ascend Майк О’Кронли уверен, что старые аккумуляторы для электромобилей, от которых будет зависеть его завод, не закончат свое существование, как многие забытые сотовые телефоны, спрятанные в ящиках. «Один аккумулятор электромобиля эквивалентен тысяче сотовых телефонов», — говорит он. «Намного проще собирать и транспортировать в центр переработки». Он утверждает, что автошредеры и свалки имеют стимул продавать их таким компаниям, как Ascend.

Хотя Ascend может иметь фору в привлечении клиентов, она сталкивается с сильной конкуренцией: Li-Cycle, канадский переработчик, строящий завод недалеко от Рочестера, штат Нью-Йорк, и Redwood Materials, компания, основанная бывшим техническим директором Tesla. Обе фирмы расширяют свои собственные системы, используя гидрометаллургические процессы, аналогичные Ascend.

В настоящее время выведено из эксплуатации недостаточное количество электромобилей, чтобы обеспечить количество аккумуляторов, необходимое для удовлетворения спроса на восстановленные металлы. «Если бы мы перерабатывали все батареи в мире, максимальная переработка могла бы обеспечить от 20 до 30 процентов спроса», — говорит технический директор Ascend Грац. Пока общее количество электромобилей на дорогах продолжает расти, нам нужно будет продолжать добывать значительное количество лития, кобальта и никеля.

Тем не менее, Ascend делает ставку на то, что большинство населения в конечном итоге будет ездить на электромобилях и менять свои старые на новые модели. «Тогда, — говорит Грац, — мы можем снова и снова перерабатывать одни и те же атомы никеля, кобальта и лития».

Эта история изначально была опубликована в летнем выпуске журнала PopSci Metal за 2022 год как третья часть серии из трех статей о батареях. Прочтите первую и вторую части или более рассказов PopSci+.

Создание замкнутого цикла по переработке аккумуляторов электромобилей

В отрасли уже приняты сценарии окончания срока службы аккумуляторных батарей для таких продуктов, как Toyota Prius. (Тойота)

2022-03-31 Линдси Брук

Вековой опыт помогает Clarios построить сеть повторного использования лития.

Весной прошлого года компания Clarios, крупнейший в мире производитель автомобильных аккумуляторов, ранее известная как Johnson Controls, стала победителем второго этапа конкурса по переработке литий-ионных аккумуляторов. Трехэтапная программа, спонсируемая Министерством энергетики США, направлена ​​на разработку и демонстрацию процессов, которые при масштабировании могут принести прибыль 90% всех выброшенных или отработанных литиевых батарей в США, а также повторно ввести основные переработанные материалы в цепочку поставок США.

Концепция Clarios, победившая в конкурсе Министерства энергетики США (на общую сумму 5,5 млн долларов США), сосредоточена на разработке и применении технологий для идентификации и отделения литий-ионных аккумуляторов от свинцово-кислотных типов, обеспечивая надлежащие и безопасные методы переработки для каждого химического состава. На третьем этапе конкурса Clarios планирует проверить свою концепцию в пилотных программах.

Адам Мюллервайс (справа) — директор по устойчивому развитию Clarios, а также президент Responsible Battery Coalition, группы автопроизводителей, владельцев крупных автопарков, магазинов автозапчастей и других розничных продавцов, работающих над созданием замкнутой сети по переработке лития. батареи. Мюллервайс поговорил с редактором Линдси Брук о проблемах и возможностях утилизации аккумуляторов для гибридных автомобилей и электромобилей.

Clarios имеет более чем 100-летний опыт переработки свинцово-кислотных аккумуляторов, в том числе 99%. Есть ли какие-то знания, которые вы применяете к гибридным батареям и батареям для электромобилей?
Да. Наш опыт начался еще до того, как Даймлер и Бенц построили свой первый мотоцикл [1885]. Сегодня мы находимся примерно на том же этапе переработки передовых литиевых батарей, что и тогда. В настоящее время наш процесс может разделять этот широкий спектр материалов, но технология еще не находится на стадии «святого Грааля» — возможности собирать материалы, пригодные для аккумуляторов, и превращать их обратно в материалы такого же качества для новых аккумуляторов.

Круговая или замкнутая цепочка поставок свинцово-кислотных аккумуляторов зависит от способности людей возвращать использованные батареи. Более 80 процентов материалов, которые мы используем для новых аккумуляторов, — это переработанный свинец и полипропилен. Будущий спрос на переработку потребует всех типов батарей и химикатов. В Clarios мы действительно сосредоточены на обеспечении правильного химического состава для правильного применения на протяжении всего жизненного цикла.

Разделение и регенерация материалов из широкого спектра компонентов анода и катода, а также из множества форм-факторов ячеек, является ли цель правильной?
Немецкий производитель автомобильных аккумуляторов Varta [купленный JCI в 2007 году] впервые переработал свинцово-кислотный аккумулятор в Германии до того, как Daimler и Benz построили свой первый мотоцикл. Сегодня мы находимся примерно на первом этапе процесса, когда смотрим на переработку передовых литиевых батарей, как это было раньше.

В настоящее время мы можем разделить этот широкий спектр материалов, но, возможно, мы еще не достигли «святого Грааля» возможности взять материалы для аккумуляторов и превратить их обратно в материалы для аккумуляторов.

Мы узнали это из нашего опыта со свинцово-кислотными аккумуляторами. Производственные предприятия задавали только первичные материалы для сборки новых автомобилей, но люди, занимающиеся послепродажным обслуживанием, спрашивали, почему мы должны добывать первичные материалы, когда они уже были доступны в использованных батареях — и мы могли легко их собрать. Именно тогда материалы из бывших в употреблении аккумуляторов начали поступать на вторичный рынок новых аккумуляторов. В конце концов спецификации OEM позволили использовать переработанные материалы.

Насколько никель-металлогидридные батареи используются в миллионах автомобилей Toyota Prius?
Значение аккумуляторной батареи гибрида подтверждено. Аккумуляторы Prius не лежат на свалке. Их собирают и перестраивают для использования в такси во многих ранних моделях Prius, а также для аккумуляторов послепродажного обслуживания. Мы видим много второй жизни в оригинальном приложении батареи, потому что этот блок был разработан, проверен и протестирован для автомобильного класса и доказал свою безопасность в использовании. Таким образом, хотя обсуждение использования этого аккумулятора в качестве другого источника энергии, возможно, стационарного применения, может быть интересной темой, эта батарея действительно была разработана для использования в автомобиле. То, что мы видим, является наиболее вероятной тенденцией к использованию аккумуляторов для продления срока службы автомобиля, в том же отраслевом опыте, что и восстановленные трансмиссии, двигатели и другие компоненты.

Итак, дело пошло?
Да, именно здесь конкурс DoE Lithium настолько захватывающий. У них есть очень умные люди с невероятными инструментами, которые смотрят на эти «святые возможности Грааля». Центр ReCell Аргоннской национальной лаборатории занимается переработкой этих «использованных» материалов и превращением их в материалы для аккумуляторов. Мы еще не совсем там, но мы знаем, что находимся на эволюционном пути. И как только вы использовали батареи в руках, вам необходимо объединить их на основных рынках по всей стране. Для этого требуется их транспортировка, а в некоторых случаях хранение для ожидания доступной мощности или просто для управления потоком материалов. Должна существовать базовая инфраструктура, рассчитанная на долгосрочную перспективу, для работы с большим количеством аккумуляторов. В настоящее время нужного масштаба нет.

По мере увеличения объемов производства и продаж электромобилей гибриды и электромобили будут разбиваться и заканчивать свою жизнь. Они вряд ли окажутся на свалке, потому что в них есть ценный аккумулятор, который нужно собрать. Как будет обрабатываться этот неуклонно растущий поток аккумуляторов для гибридных автомобилей и электромобилей?
В краткосрочной перспективе возьмем, к примеру, Prius. Он достиг конца своего срока службы и имеет неповрежденную батарею. Вполне вероятно, что сегодня эти батареи Prius даже не попадут в утиль, потому что упаковка имеет известную ценность, и есть компании, перерабатывающие батареи Prius для послепродажного обслуживания. Он возвращается обратно в Prius. Это как разбитый Корвет с неповрежденным двигателем — двигатель вряд ли пойдет в измельчитель.

И если аккумуляторная батарея повреждена, с ней необходимо обращаться безопасно и разумно. У автопроизводителей есть очень конкретные процедуры по управлению и восстановлению этих пакетов. Мы уже видим некоторые из этих батарей, и некоторые батареи, использованные в тестировании, поступают. Одна вещь, которую мы ненавидим, это то, что свинцово-кислотные батареи попадают на свалки; они должны были быть удалены до этого этапа. Мы увидим некоторые аналогичные практики с литиевыми типами.

Что меня восхищает, так это редукторы, механики, которые модернизируют электромобили и модернизируют классические автомобили с электрическими двигателями. Там существует растущий рынок повторного использования батарей, хотя он содержит некоторые вопросы ответственности. Но это то, что стимулировало множество инноваций на заре появления электромобилей.

Итак, вы видите два пути повторного использования батарей? Один из них будет в зарядной инфраструктуре, например, для буферизации солнечной и ветровой энергии. Другой вариант — разобрать использованные элементы для извлечения из них лития. Правильный?
Вы увидите все вышеперечисленное. Существуют возможности перепроизводства блоков электромобилей и возврата их для использования в транспортных средствах до того, что мы бы назвали «третьей жизнью» в другом приложении. Но если вы посмотрите на этот рюкзак, то увидите, что его первоначальная задумка заключалась в том, чтобы использовать его в качестве оригинального оборудования в транспортном средстве. Этот самый пакет может в конечном итоге прослужить в автомобиле пару десятков лет. Технологии стационарного хранения также быстро развиваются. С правильным химическим составом ячеек на протяжении всего жизненного цикла этот пакет после 20 лет использования, возможно, превзойдет альтернативные химические вещества, разработанные для микросетей и других стационарных приложений. Есть определенные преимущества в использовании автомобильных аккумуляторов для других целей, но мы увидим это дальше.

Даже с нашими литий-ионными продуктами мы сами выбираем, какой пластик использовать — так почему бы не использовать те же самые, что и в наших обычных свинцово-кислотных продуктах? Это позволяет нам использовать этот компонент непосредственно в нашей системе переработки без каких-либо модификаций. Это может означать необходимость большего разделения в некоторых других компонентах и ​​партнерство с другими компаниями, у которых есть технологии и возможности для этого. Мы используем эту сеть для разработки возможностей обработки и восстановления нескольких химических веществ. Ценны редкоземельные материалы и материалы из более «конфликтных источников», такие как кобальт из Республики Конго.