به تازگی دانشمندان با استفاده از تکنیک جداسازی مغناطیسی که به طور مؤثر مواد باتری را تصفیه می‌کند و یکپارچگی ساختار و عملکرد آنها را حفظ می‌نماید، روش پیشگامانه زیست‌محیطی برای بازیافت باتری‌های لیتیوم-یون ابداع کرده‌اند.
به گزارش تکناک، یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه Rice به رهبری جیمز تور، به چالش زیست‌محیطی بازیافت کارآمد باتری‌های لیتیوم-یون پرداخته است، چرا که استفاده از آنها همچنان در حال افزایش می‌باشد. آنها روش جدیدی برای استخراج مواد فعال تصفیه شده از ضایعات باتری کشف کرده‌اند، که به تفصیل در مجله Nature Communications در 24 جولای آمده است.
دانشمندان در این روش برای بازیافت باتری‌های لیتیوم-یون از تکنیک گرمایش جول فوری استفاده کرده‌اند. این روش به سرعت زباله‌های باتری را گرم کرده و از جداسازی مغناطیسی برای بازیابی 98 درصدی فلزات باتری استفاده می‌کند، که این امکان را فراهم می‌آورد تا مواد باارزش و ساختار آنها برای استفاده مجدد حفظ شوند.
جیمز تور که این تکنیک را ابداع کرده است، گفت: «با افزایش استفاده از باتری، به ویژه در خودروهای برقی، نیاز به توسعه روش‌های بازیافت پایدار باتری‌ها موضوعی ضروری است.»
تکنیک‌های بازیافت مرسوم اغلب شامل تجزیه مواد باتری به اشکال عنصری آنها از طریق فرآیندهای حرارتی یا شیمیایی پر انرژی است که پرهزینه هستند و اثرات زیست‌محیطی قابل توجهی دارند.
روش انجام کار
محققان می‌گویند که خواص مغناطیسی، می‌تواند جداسازی و خالص‌سازی مواد مصرف شده باتری را تسهیل کند.
نوآوری آنها از روشی به نام گرمایش جول فوری بدون حلال (FJH) استفاده می‌کند. این تکنیک، شامل عبور جریان از یک ماده با مقاومت متوسط برای گرم شدن سریع و تبدیل آن به مواد دیگر است.
محققان با استفاده از روش FJH، ضایعات باتری را در مدت چند ثانیه تا 2500 کلوین گرم کردند و ویژگی‌های منحصر به فردی را با پوسته‌های مغناطیسی و ساختارهای هسته پایدار به وجود آوردند. جداسازی مغناطیسی امکان تصفیه کارآمد را فراهم کرد.
در طول این فرآیند، کاتدهای باتری مبتنی بر کبالت که در بیشتر خودروهای الکتریکی استفاده می‌شوند و با هزینه‌های مالی، زیست‌محیطی و اجتماعی بالا همراه هستند، به طور غیرمنتظره‌ای مغناطیس را در لایه‌های اکسید کبالت اسپینل خارجی نشان دادند، که امکان جداسازی آسان را فراهم می‌کرد.
رویکرد محققان باعث بازدهی بازیابی فلز باتری بالای 98 درصد با حفظ ارزش ساختار باتری شد.
تور اعلام کرد: «به طور قابل توجهی، ناخالصی‌های فلزی پس از جداسازی کاهش یافت و ساختار و عملکرد مواد حفظ شد. با این روش ساختار عمده مواد باتری ثابت می‌ماند و آماده بازسازی به کاتدهای جدید است.»
