นิสสันร่วมมือมหาวิทยาลัยญี่ปุ่น คิดวิธี “รีไซเคิลมอเตอร์ไฟฟ้า”

นิสสัน ประกาศความร่วมมือกับมหาวิทยาลัยวาเซดะ ประเทศญี่ปุ่น ในการพัฒนากระบวนการรีไซเคิลธาตุโลหะหายากที่มีความบริสุทธิ์สูงจากแม่เหล็กที่ใช้ในมอเตอร์รถยนต์ไฟฟ้า โดยมีเป้าหมายการนำมาใช้จริงภายในปี 2568

รายงานจากนิสสัน มอเตอร์ ว่า มอเตอร์ในรถยนต์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ใช้แม่เหล็กนีโอไดเมียม (Neodymium Magnet) ซึ่งประกอบด้วยธาตุโลหะหายาก เช่น นีโอไดเมียม (Neodymium) และดิสโพรเซียม (Dysprosium) การลดการใช้ธาตุโลหะหายากจึงเป็นสิ่งสำคัญ ไม่ใช่เพียงเพราะผลกระทบทางสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากการขุดและการกลั่น แต่ยังสร้างสมดุลทางอุปสงค์ และอุปทานที่เปลี่ยนแปลงไป ทำให้ราคาสินค้าเกิดความผันผวนกระทบต่อผู้ผลิตและผู้บริโภค

“เพื่อใช้ทรัพยากรอันมีค่าที่มีอยู่อย่างจำกัดให้เกิดประโยชน์สูงสุด นิสสันได้ดำเนินการลดปริมาณการใช้ธาตุโลหะหนักหายาก (Rare-Earth Elements - REE) ในมอเตอร์แม่เหล็กตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบมาตั้งแต่ปี 2553 นอกจากนี้นิสสันยังรีไซเคิล REE ด้วยการนำแม่เหล็กออกจากมอเตอร์ที่ไม่ผ่านมาตรฐานการผลิตและส่งคืนให้กับซัพพลายเออร์ ปัจจุบันกระบวนการดังกล่าวมีความซับซ้อนและหลายขั้นตอน รวมถึงการแยกส่วนและถอดคัดออก ดังนั้น การพัฒนากระบวนการที่ง่ายกว่าและประหยัดกว่าจึงเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้เกิดการรีไซเคิลเพิ่มขึ้นในอนาคต”

ตั้งแต่ปี 2560 นิสสันร่วมมือกับมหาวิทยาลัยวาเซดะ ซึ่งมีประวัติมาอย่างยาวนานด้านการวิจัยในกระบวนการรีไซเคิลและการหลอมโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก และเมื่อเดือนมีนาคมปี 2563 ความร่วมมือดังกล่าวประสบความสำเร็จหลังจากที่ได้พัฒนากระบวนการใช้ความร้อนกับโลหะโดยไม่ต้องถอดแยกมอเตอร์

กระบวนการรีไซเคิลมอเตอร์ไฟฟ้า

1. เติมวัสดุคาร์บูไรซิ่งและเหล็กดิบลงในมอเตอร์ จากนั้นให้ความร้อนอย่างน้อย 1,400 องศาเซลเซียส จนมอเตอร์เริ่มละลาย
2. เติมเหล็กออกไซด์ในส่วนผสมที่หลอมเหลวเพื่อให้ธาตุโลหะหนักหายาก หรือ REE เกิดการออกซิไดซ์
3. เติมตัวหลอมที่มีบอเรต (Borate-based flux) เป็นส่วนประกอบพื้นฐานลงไปเล็กน้อย ซึ่งจะช่วยละลายออกไซด์ของแร่โลหะหายากได้แม้ที่อุณหภูมิต่ำและทำให้สามารถนำ REE กลับคืนมาได้อย่างมีประสิทธิภาพ
4. ส่วนผสมที่หลอมละลายจะแยกออกเป็นของเหลวสองชั้น แบ่งเป็นชั้นออกไซด์ (หรือที่เรียกว่า ตะกรัน – slag) ที่มี REE ลอยอยู่ด้านบน และชั้นโลหะผสมเหล็ก-คาร์บอน (Fe-C) ที่มีความหนาแน่นสูงกว่าจะจมลงไปที่ด้านล่าง
5. จากนั้นทำการนำ REE ขึ้นมาจากตะกรัน

จากการทดสอบแสดงให้เห็นว่ากระบวนการนี้สามารถรีไซเคิลโลหะหายากจากในมอเตอร์ได้ถึง 98% อีกทั้งยังช่วยลดขั้นตอนการกู้คืนและเวลาทำงานลงประมาณ 50% เมื่อเทียบกับวิธีการปัจจุบัน เนื่องจากไม่จำเป็นต้องลบความเป็นแม่เหล็ก หรือถอดแยกชิ้นส่วนและถอดออกก่อน

หลังจากนี้ ม.วาเซดะและนิสสันจะทดสอบในระดับที่ใหญ่ขึ้นต่อไป โดยมีเป้าหมายเพื่อพัฒนาการใช้งานจริง พร้อมกันนี้ นิสสันจะรวบรวมมอเตอร์จากรถยนต์พลังงานไฟฟ้าที่ได้รับการรีไซเคิลและนำมาพัฒนาระบบรีไซเคิลธาตุโลหะหายากนี้ต่อไป