Hetek óta szolgáltat témát a közbeszédnek az ácsi katódgyár esete. Június második felében vált hivatalossá, hogy a kínai Huayou Cobalt 520 milliárd forintos akkumulátoripari beruházást hajt végre hazánkban, a cég első európai üzeme pedig a Komárom-Esztergom vármegyei Ácson fog felépülni 2026-ra. A katódgyártásra szakosodott létesítmény a tervek szerint 900 munkahelyet teremt majd.
Kína akkumulátoripara feltörekvőben van, Európa-szerte egyre több beruházást jelentenek be az ázsiai ország vállalatai – a folyamatról ebben a cikkben írtunk bővebben. Nem ritka, hogy a hasonló projektek kapcsán a lakosság és a szakma is aggodalmát fejezze ki, ez pedig az akkumulátor-nagyhatalomnak készülő Magyarországon különösen igaz. Problémaként merülhetnek fel a hatástanulmányok hiányosságai, a környezet- és zajszennyezés, valamint a tény, hogy a hazai hatóságok nem elég hatékonyak az ellenőrzésben.
A helyzetnek komoly lokális politikai következményei lettek, több önkormányzati képviselő lemondott, Szentirmai István fideszes polgármester azonban kitart a beruházás támogatás mellett, szerinte hisztéria zajlik a gyárral kapcsolatban.
A politikus június közepén még arról beszélt, hogy komoly projekt érkezik Ácsra, de nem akkumulátorüzemről van szó. Noha a szó szoros értelmében valóban nem akkumulátorgyár, azaz összeszerelő létesítmény épül,
Mi az a katód?
Az akkumulátoroknak több típusa is létezik, ezek eltérő anyagok és technológiák felhasználásával készülnek, ám bizonyos alkatrészeik nagyon hasonlóak. Az energiatároló eszközöknek például mindenekelőtt elektródákra van szükségük ahhoz, hogy működjenek.
Az akkumulátorok kémiai energiát raktároznak el, ezt alakítják elektromos energiává. A rendszer alapját elektrokémiai cellák adják, ezek két, elektrolittal elválasztott elektródát tartalmaznak. Leegyszerűsítve az elektromosság az elektron áramlásával keletkező energia egyik fajtája. A cellákban az elektronok az egyik elektródában lejátszódó kémiai reakcióval keletkeznek, majd átáramolnak a másikba, ahol felhasználásra kerülnek.
A két elektróda, az anód és a katód ellentétes töltésű – egy akkumulátor esetében előbbi a negatív, utóbbi a pozitív. Az elektródák általában fémekből vagy egyéb anyagból készülnek, létrehozások az akkumulátorgyártás egyik legköltségesebb lépése.
Mindkét reakciónak megvan a maga standardpotenciálja, a két elektróda közül a nagyobb potenciájú, azaz a katód képes átvenni az elektronokat egy vezető segítségével. Minél nagyobb a különbség a standardpotenciálban, annál nagyobb a feszültség a rendszerben.
A katód tehát az anód mellett egy akkumulátor lelke, egyik legfontosabb összetevője. Éppen ezért előállítása kiemelt jelentőségű az ipar számára.
Értékes, de veszélyes anyagok
A katód az energiatároló típusától függően többféle módon készülhet, az eljárás többlépcsős, energiaigényes és veszélyektől sem mentes. A Huayou Cobalt főként lítiumion-akkumulátorok fejlesztésére specializálódott, az ilyen eszközök katódját lítium-kobalt-oxid, lítium-vas-foszfát, lítium-mangán-oxid, valamint lítium-nikkel-mangán/kobalt/alumínium-oxid – NMC felhasználásával szokták megalkotni.
Ezen anyagok nem veszélytelenek, a kobalt például nagy mennyiségben asztmaszerű tüneteket okozhat, a mangánnak való kitettség pedig károsíthatja a tüdőt, a májat és a vesét. A nikkel is problémás, többek között roncsolhatja a légzőszerveket, allergiás reakciót válthat ki, de rákkeltő is. A lítium-expozíció ezzel szemben étvágytalanságot, hányingert, hasmenést, hasi fájdalmat, fejfájást, koordinációs zavarokat, görcsöket, szélsőséges esetben agyi károsodást idézhet elő.
Az alapanyagok egyébként meglehetősen költségesek, a teljes lítiumion-cella értékének mintegy 30–40 százalékát adhatják.
Többlépcsős folyamat
Minden gyártónak megvan a maga módszere és „receptje”, akadnak azonban tipikus lépések. Először is a fent felsorolt fémek oxidjaiból készült katódalapanyagot szintetizálni kell. Magukat az oxidokat jellemzően a kinyerés helyén hozzák létre, Magyarországon nem bányásszák az alapanyagokat. Környezeti és egészségi szempontból a kinyerés, valamint az azt követő fázis különösen problémás, a kobaltot például jelentős részben a Kongói Demokratikus Köztársaságban bányásszák, ahol a biztonsági előírásokat kevéssé veszik figyelembe.
A fémoxidból aztán port készítenek, amelyből kötőanyagokkal és oldószerekkel összekeverve további feldolgozásra kész „iszapot” alakítanak ki. Ezt az anyagot aztán fémfóliára, jellemzően alumíniumra viszik fel, majd kemencében kiszárítják, ezzel rögzítve, illetve eltávolítva a maradék oldószert. Az egyenletes vastagság és a megfelelő tapadás érdekében hengerekkel ki is simítják, préselik az elektródát.
A teljes folyamat során rendkívül fontos, hogy a termék ne szennyeződjön be. A kész katód végül méretre vágható, és más alkatrészekkel kombinálva felhasználható a lítiumion-cellákban.
Az elektródák előállítása lényegében az akkumulátorgyártás első lépése. A második fázis magának a cellának az összeállítása a különböző alkatrészek felhasználásával, ezt az eljárást kifejezetten összeszerelésre szakosodott üzemekben végzik. Végezetül az eszköz formázáson, tesztelésen és validáláson esik át.
Azt egyelőre nem tudni, hogy az ácsi létesítményben a katódgyártás pontosan melyik szakaszát végzik majd, ahogy azt sem, hogy milyen vegyületekkel fognak dolgozni.
Az a bizonyos NMP
A katód létrehozásakor keletkező por kifejezetten veszélyes, annak belégzése súlyos egészségi gondokhoz vezethet. Éppen ezért fontos, hogy az előállítás során megfelelő szűrőberendezéseket, védőfelszereléseket és egyéb biztonsági eszközöket használjanak.
A gyártás egy másik kritikus része a kötőanyagok és az oldószerek kezelése. Utóbbiaknál az egyik legelterjedtebb anyag az N-metil-2-pirrolidon (NMP), amely rendkívüli módon mérgező, a dolgozók kitettségét, valamint a környezetbe való kiáramlást a szabályok szerint meg kell akadályozni.
Az NMP egy, többek között magzatkárosító vegyület, amely a terhesség előtt vagy alatt történt kitettség esetén megzavarhatja a növekedést és a fejlődést, és akár a magzat halálához is vezethet. Az anyag a bőrt és a szemet is irritálhatja, a tüdőbe és légzőrendszerbe való bejutása pedig a légzést is megnehezítheti. A hosszan tartó expozíció emellett vese- és májkárosodást, neurotoxicitást és reprodukciós rendellenességeket válthat ki.
A katódgyártásra – az akkumulátoripar egyéb részterületeihez hasonlóan – papíron nagyon szigorú előírások vonatkoznak,
A gond az, hogy – amint azt az évek során többször is láthattuk – itthon ezeknek a szabályoknak nem mindig tesznek eleget, a hatóságok pedig nem működnek elég hatékonyan ahhoz, hogy ellenőrizzék az üzemeket, betartassák az előírásokat, megelőzzék a baleseteket, szennyezéseket, elég csak a közelmúltbeli iváncsai esetre gondolni, ahol többen rosszul lettek a helyi, épülő akkumulátorgyárban. Nem kis részben éppen ez, a megfelelő kontroll hiánya okozhat komoly aggodalmat egy-egy gyárbejelentés, így az ácsi beruházás kapcsán is.
