Od elektromobilu cez druhý život až po získanie lítia, kobaltu či niklu a ich návrat do obehu. Aj slovenský výskum hľadá spôsoby, ako predĺžiť životnosť materiálov v batériách.
Materiály použité v batériách — medzi nimi lítium, kobalt, nikel, grafit či meď — predstavujú významné surovinové zdroje. Európa je pri viacerých z nich výrazne závislá od dovozu z krajín mimo EÚ, čo z otázky udržateľného využívania batériových materiálov robí aj otázku energetickej politiky.
Ako môže vyzerať odpoveď na túto otázku v praxi, ukazuje príklad z Dubnice nad Váhom. Spoločnosť ZTS – Výskum a vývoj tam vyvíja proces regenerácie opotrebovaných lítium-iónových akumulátorov z elektromobilov — teda batérií, ktorých kapacita klesla natoľko, že prestávajú spĺňať nároky na pohon elektromobilu (v tejto konkrétnej aplikácii ide zvyčajne o hranicu okolo 80 percent pôvodnej kapacity), no ktoré zďaleka nie sú nepoužiteľné. Výsledkom regenerácie je podľa predsedu predstavenstva firmy Stanislava Králika batériový modul s garantovanou životnosťou a parametrami, určený na využitie v menej dynamických aplikáciách, predovšetkým v energetike. Projekt je súčasťou európskej iniciatívy spoločného záujmu (IPCEI) European Battery Innovation a podľa dostupných informácií ho podporilo Ministerstvo hospodárstva SR nenávratným príspevkom vo výške 14,9 milióna eur.
Zaujímavé je aj to, kam takto regenerované moduly smerujú. Na základe memoranda so stavebnou spoločnosťou Pribila z Rohožníka plánuje ZTS VV dodávať prvé testovacie prototypy batériových úložísk do ekologicky orientovaných stavebných objektov — napríklad ako súčasť energetického vybavenia novostavieb rodinných domov. Pôvodne automobilový komponent tak nachádza uplatnenie v úplne inom odvetví, podobne ako sa v stavebníctve niekedy druhotne využívajú prvky z búraných budov na nové konštrukčné či dekoračné účely. V oboch prípadoch ide o rovnaký princíp: materiál, ktorý stratil svoju pôvodnú funkciu, nemusí byť automaticky odpadom, ak sa nájde spôsob, ako preniesť jeho zostávajúcu hodnotu do iného kontextu. Zatiaľ ide o testovacie prototypy a memorandá o spolupráci, nie o sériovú výrobu — smer, ktorým sa uberá druhý život batérií, však príklad dobre ilustruje.
K vývoju batérií z opačnej strany — od nových materiálov — prispieva na Slovensku od apríla 2025 aj medzinárodný výskumný projekt SUNFLOWERS.
Prečo práve teraz
Projekt s plným názvom Sustainable Composite Materials for Hybrid Energy Storage System Based on Li-ion and Redox Flow Batteries financuje Plán obnovy a odolnosti SR v rámci výzvy Transformačné a inovačné konzorciá, s celkovým rozpočtom približne 12,0 milióna eur. Na Slovensku sa naňom podieľajú tímy Ústavu geotechniky SAV a Ústavu materiálového výskumu SAV; komunikáciu projektu za slovenskú stranu koordinuje Lenka Hagarová z Ústavu geotechniky SAV.
Ide teda predovšetkým o vývoj materiálov — nie o recykláciu ako takú. Cieľom je vyvinúť nové materiály pre hybridné systémy uskladňovania energie, ktoré kombinujú lítium-iónové batérie s redoxnými prietokovými batériami, otestovať ich v laboratórnych prototypoch a posunúť technológiu bližšie k priemyselnému využitiu. Otázka, čo sa s materiálmi stane po skončení životnosti výsledných batérií, je pri tom prítomná od začiatku, ale je jednou súčasťou širšieho konceptu udržateľnosti, nie hlavným cieľom projektu.
Prečo je recyklácia batérií ťažší problém, než znie
Zjednodušene: batéria nie je jednoduchý materiál ako hliníková plechovka, ktorú stačí roztaviť a odliať znovu. Ide o zložitý systém viacerých vrstiev a chemických zložení, v ktorom sú cenné kovy pevne viazané v elektródach spolu s ďalšími materiálmi. Aby sa dali znovu získať v čistej, použiteľnej forme, treba kombinovať viacero technológií naraz — mechanické triedenie, hydrometalurgické spracovanie (rozpúšťanie a chemické oddeľovanie kovov v roztokoch), prípadne pyrometalurgické procesy (spracovanie za vysokých teplôt) alebo elektrochemické metódy.
Výskum recyklačných technológií však na Slovensku prebieha aj mimo samotného projektu SUNFLOWERS. Venuje sa mu napríklad Fakulta materiálov, metalurgie a recyklácie Technickej univerzity v Košiciach, ktorá má vo svojom študijnom aj výskumnom portfóliu priamo zameranie na úpravu a triediace postupy surovín, recyklačné technológie a rafináciu neželezných kovov získaných z odpadu.
Batéria má aj druhý život
Dôležitým konceptom v tejto oblasti je takzvaný druhý život batérií. Batéria totiž nekončí v okamihu, keď prestane vyhovovať nárokom na pohon elektromobilu:
- 1. život: elektromobil — Batéria zostáva v aute, kým má zostávajúcu kapacitu približne nad 80 % pôvodnej hodnoty. Keď klesne na túto hranicu (alebo okolo nej), už prestáva spĺňať požiadavky na výkon a dojazd elektromobilu a je vhodná na vyradenie z vozidla.
- 2. život: stacionárne úložisko — Po klesnutí pod ~80 % môže byť batéria (po diagnostike, posúdení bezpečnosti a zostávajúcej kapacity) upravená a použitá ako stacionárne energetické úložisko.
V tejto fáze ešte stále dokáže fungovať pri nižších výkonových nárokoch (napríklad v budovách, solárnych systémoch, ako záložný zdroj a pod.). Konkrétna spodná hranica pre 2. život nie je jednotná – závisí od aplikácie, bezpečnosti a ekonomiky. V praxi sa často využíva až kým zostávajúca kapacita neklesne približne na 50–60 % (niekedy aj nižšie), kým už ďalšie využívanie prestane dávať zmysel. - Krok: recyklácia — až po vyčerpaní aj tejto druhej fázy prichádza na rad spracovanie a získavanie cenných materiálov späť do obehu.
Presne tento medzikrok, druhý život, ilustruje aj príklad ZTS VV opísaný vyššie: regenerovaný modul ešte nie je recyklovaný materiál, len batéria presunutá do menej náročnej aplikácie. Recyklácia príde na rad až neskôr, keď ani stacionárne využitie prestane dávať zmysel.
Európa už pritom nestavia iba na dobrovoľnosti. Nariadenie EÚ o batériách rozlišuje dva samostatné typy cieľov. Prvým je takzvaná recyklačná účinnosť — podiel hmotnosti batérie, ktorý sa musí pri recyklácii spracovať bez ohľadu na to, o aký konkrétny kov ide. Pre lítiové batérie platí od konca roka 2025 hranica 65 percent, do konca roka 2030 sa má zvýšiť na 70 percent. Druhým, prísnejším typom cieľov je výťažnosť konkrétnych materiálov — teda koľko percent daného kovu sa musí z odpadových batérií reálne získať späť v použiteľnej forme. Tu je cieľ pre lítium 50 percent do konca roka 2027 a 80 percent do konca roka 2031, pre kobalt, meď a nikel 90 percent do konca roka 2027 a 95 percent do konca roka 2031.
Slovensko v širšom obraze
SUNFLOWERS nie je jedinou slovenskou iniciatívou v tejto oblasti. Už v roku 2020 sa začala príprava Národného batériového centra, ktoré prepája slovenské výskumné inštitúcie, univerzity a priemyselných partnerov — okrem SAV napríklad aj Slovenskú technickú univerzitu, Technickú univerzitu v Košiciach a Žilinskú univerzitu. Jednou z jeho oblastí je aj vývoj recyklačných procesov pre lítiové batérie a ich opätovné využitie.
Spojenie výskumu nových materiálov s výskumom ich recyklácie nie je náhodné. Ak dnes rozhodujeme o tom, aké materiály do batérie vložíme, zároveň tým do veľkej miery rozhodujeme aj o tom, ako ľahko ich bude možné raz z batérie získať späť. Slovensko je významným výrobcom automobilov a zároveň rozvíja výrobu batérií a batériových komponentov, čo znamená, že otázka, čo sa stane s batériami po skončení ich životnosti, sa netýka len vzdialenej budúcnosti, ale budúcej potreby priemyselnej kapacity, ktorá sa na Slovensku postupne buduje.
Kde je výskum dnes
Projekt SUNFLOWERS sa v súčasnosti nachádza vo svojej implementačnej fáze — prebieha experimentálny výskum a testovanie nových materiálov v laboratórnych podmienkach s cieľom pripraviť prvé prototypy. Súčasťou projektu je aj budovanie výskumno-vzdelávacej infraštruktúry v regióne východného Slovenska, čo naznačuje ambíciu presahujúcu jeden konkrétny výskumný výstup — vybudovať miestnu kapacitu ľudí a zariadení, ktorí sa touto oblasťou budú zaoberať aj po skončení samotného projektu.
Z laboratórneho výskumu však ešte automaticky nevzniká priemyselná recyklačná kapacita. O tom, ako rýchlo sa nové materiály a technológie dostanú do komerčnej praxe, rozhodnú ďalšie testy, ekonomika, dostupnosť surovín aj schopnosť vybudovať potrebnú infraštruktúru — presne to napokon platí aj pre projekt ZTS VV opísaný vyššie.
Batéria teda nemusí skončiť svojou danou životnosťou. Jej ďalšia cesta môže pokračovať cez druhé využitie až k recyklácii, pri ktorej sa minimálna predpísaná časť cenných materiálov vracia späť do obehu. Práve schopnosť tento cyklus uzavrieť bude čoraz viac rozhodovať o tom, či bude európska elektrifikácia skutočne aj dlhodobo udržateľná.
Súvisiace témy na Veda.sk: Kov, ktorý môže pomôcť uchovávať energiu budúcnosti / Slovensko zapojilo prvú kvantovú linku
Zdroje:
- SAV — Aktuality: SUNFLOWERS: Slovenskí vedci sa podieľajú na vývoji bezpečnejších a udržateľných batériových systémov: https://sav.sk/?doc=services-news&lang=sk&news_no=13793&source_no=20
- SAV — Aktuality: Slovensko bude mať Národné batériové centrum: https://www.sav.sk/index.php?lang=sk&doc=services-news&source_no=20&news_no=9186
- Európska komisia — Circular Economy: New rules to boost recycling efficiency and material recovery from waste batteries (4. júl 2025): https://environment.ec.europa.eu/news/new-rules-boost-recycling-efficiency-waste-batteries-2025-07-04_en
- EUR-Lex — Nariadenie o batériách a odpade z batérií (zhrnutie): https://eur-lex.europa.eu/EN/legal-content/summary/sustainability-rules-for-batteries-and-waste-batteries.html
- TASR / Strojárstvo: Unikátny projekt regenerácie autobatérií (ZTS VV, IPCEI): https://www.engineering.sk/sk/aktuality/25216-eko-sr-autobaterie-regeneracia-projekt-ztsvv-dubnica-tnx
- TASR / teraz.sk: Zregenerované batérie budú úložiskom energie v ekologických objektoch (memorandum ZTS VV – Pribila): https://www.teraz.sk/spravy/zregenerovane-baterie-budu-ulozisko/662220-clanok.html
- ZTS VV — Projects (IPCEI, Production of second-life battery modules): https://ztsvav.eu/en/projects/ipcei/
