งานวิจัยสร้างค่าฐานด้านเทคนิค เศรษฐศาสตร์ และวัฏจักรชีวิตของการผลิต black mass ซึ่งเป็นผงขั้วไฟฟ้าสำหรับขั้นตอนกู้คืนโลหะ โดยใช้สายกระบวนการเชิงกลเดียวกันกับโมดูลแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าและเซลล์โทรศัพท์มือถือ ประสิทธิภาพการแยกอยู่ที่ 93.28% โดยน้ำหนักสำหรับโมดูลรถยนต์และ 75.77% สำหรับเซลล์โทรศัพท์ แบบจำลองจากข้อมูลระดับนำร่องคำนวณต้นทุนรวม 0.31–0.73 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัมและกำไรสุทธิ 4.39–5.53 ดอลลาร์ต่อกิโลกรัมภายใต้สมมติฐานราคาวัตถุดิบที่กำหนด ตัวเลขกำไรจึงเป็นผลจำลอง ไม่ใช่บัญชีผลประกอบการโรงงานจริง
ข้อค้นพบสำคัญ
- ประสิทธิภาพการแยก black mass เท่ากับ 93.28% โดยน้ำหนักจากโมดูลรถยนต์ไฟฟ้า และ 75.77% จากเซลล์โทรศัพท์มือถือ แสดงว่าโครงสร้างวัตถุดิบมีผลต่อสมรรถนะของสายกระบวนการเดียวกัน
- ต้นทุนรวมจากข้อมูลระดับนำร่องถูกคำนวณไว้ที่ 0.31–0.73 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัม และกำไรสุทธิในฉากทัศน์ฐานอยู่ที่ 4.39–5.53 ดอลลาร์ต่อกิโลกรัมภายใต้ราคาซื้อวัตถุดิบที่สมมติ
- การจำลองสถานการณ์ตลาดรายงานความน่าจะเป็นที่จะไม่ทำกำไรต่ำกว่า 0.2% แต่ผลนี้ขึ้นกับช่วงตัวแปรและการกระจายความน่าจะเป็นในแบบจำลอง ไม่ใช่การรับประกันผลธุรกิจ
- ศักยภาพก่อภาวะโลกร้อนอยู่ที่ 0.210–0.241 กิโลกรัม CO2-equivalent ต่อกิโลกรัมวัตถุดิบ โดยไฟฟ้าโครงข่ายเป็นแหล่งผลกระทบหลัก
- ฉากทัศน์ใช้ไฟฟ้าคาร์บอนต่ำลดผลกระทบโลกร้อนได้ 62.8% สะท้อนว่าความสะอาดของไฟฟ้าเป็นตัวแปรสำคัญพอ ๆ กับประสิทธิภาพเครื่องจักร
ทำไมจึงมีความสำคัญระดับโลก
black mass เป็นจุดเชื่อมระหว่างการรวบรวมแบตเตอรี่ใช้แล้วกับการกู้คืนลิเทียม นิกเกิล โคบอลต์ และวัสดุอื่น งานนี้ให้ฐานเปรียบเทียบที่รวมทั้งต้นทุนและคาร์บอนสำหรับเทคโนโลยีรีไซเคิลในหลายประเทศ และชี้ว่าการออกแบบแบตเตอรี่กับโครงข่ายไฟฟ้าทำให้ผลต่างกันมาก อย่างไรก็ตาม การประเมินจะสนับสนุนเศรษฐกิจหมุนเวียนได้จริงเมื่อเชื่อมกับผลผลิตและคุณภาพโลหะจากกระบวนการปลายน้ำ ต้นทุนโลจิสติกส์ ความปลอดภัย และข้อมูลโรงงานเต็มขนาด
บทบาทของนักวิจัยไทย
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารีร่วมกับมหาวิทยาลัยเลสเตอร์เชื่อมวิศวกรรมโลหการ การทดลองแยกเชิงกลระดับนำร่อง เศรษฐศาสตร์กระบวนการ และการประเมินวัฏจักรชีวิต งานนี้ทำให้สถาบันไทยมีบทบาทในการสร้างเกณฑ์ฐานสากลสำหรับห่วงโซ่รีไซเคิลแบตเตอรี่ ซึ่งเป็นโครงสร้างพื้นฐานสำคัญต่อการขยายยานยนต์ไฟฟ้า
ข้อจำกัดที่ควรรู้
ข้อมูลกระบวนการมาจากระดับนำร่องและวัตถุดิบเพียงสองประเภท จึงอาจไม่ครอบคลุมเคมีแบตเตอรี่ สภาพเสื่อม การปนเปื้อน และรูปแบบแพ็กอื่น ต้นทุนและกำไรขึ้นกับราคาซื้อวัตถุดิบ ราคาขาย black mass อัตราใช้กำลังผลิต และสมมติฐานตลาด ส่วน LCA ไวต่อขอบเขตระบบและส่วนผสมไฟฟ้า การผลิต black mass เป็นเพียงขั้นเตรียม ไม่ได้พิสูจน์อัตรากู้คืนโลหะหรือคุณภาพวัสดุระดับแบตเตอรี่ในขั้นปลายน้ำ และความปลอดภัย การขนส่ง ใบอนุญาต และการขยายสเกลยังไม่ได้รับการยืนยันจากโรงงานพาณิชย์