تیمی از محققان در دانشگاه رایس در ایالات متحده آمریکا فرآیند بازیافت باتری جدیدی را توسعه دادهاند که به نجات بیش از 98 درصد از فلز مورد استفاده در باتریهای لیتیوم یونی کمک میکند.
به گزارش تکناک، رویکرد جدید نه تنها جریانهای زباله ثانویه ناشی از محلولهای اسیدی و آلوده را کاهش میدهد، بلکه زمان لازم برای بازیافت را نیز به شدت کاهش میدهد.
فرآیند گرمایش ژول
این تیم ضایعات ترکیبی کاتد و آند باتریها را با استفاده از روش گرمایش ژول در دمایی فراتر از 2100 درجه کلوین که در عرض چند ثانیه به دست میآید، در معرض حرارت قرار دادند.
این روش می تواند لایه بی اثر را از فلزات باتری حذف کند، حالت اکسیداسیون آنها را کاهش دهد و آنها را در اسید با غلظت کم محلول کند. به گفته محققان، بدون توجه به مواد شیمیایی باتری ها، تمام فلزات را می توان با بازده عالی با استفاده از اسیدهای ضعیف مانند 0.01 مولار HCl بازیابی کرد، که میزان ضایعات ثانویه را کاهش می دهد. این فرآیند می تواند 98 درصد راندمان را در بازیابی فلزات موجود در مواد بازیافتی به دست آورد.
در مقایسه با روش های مرسوم، فرآیند جدید در کمتر از 20 دقیقه همان مقدار ضایعات را حل می کند. این فرآیند به طور بالقوه می تواند هزینه بازیافت زباله باتری را با استفاده از انرژی، آب و اسید کمتر و انتشار دی اکسید کربن کمتر کاهش دهد.
جین هانگ چن، دانشجوی تحصیلات تکمیلی شیمی در دانشگاه رایس و نویسنده ارشد این مطالعه، در بیانیه ای گفت: ما یک روش با بازده بالا و کم هزینه برای بازیابی مستقیم فلزات از ضایعات ترکیبی کاتد و آند که در صنعت به طور سنتی بازیافت می شود را توسعه دادیم. این روش به طور قابل توجهی اثرات زیست محیطی را نسبت به سایر روش ها کاهش میدهد.
نقش بازیافت
این تیم پیشنهاد میکند که بازیافت باتری از آنجایی که تقریباً ده سال است که با وسایل نقلیه الکتریکی رانندگی میکنیم، اهمیت پیدا میکند و بسیاری از باتریهای این خودرو ها اکنون به پایان عمر خود نزدیک میشوند.
بازیافت باتری های استفاده شده نه تنها به کاهش اثرات نامطلوب معدن بر روی محیط زیست کمک می کند، بلکه یک تصمیم مالی عاقلانه است زیرا بسیاری از انواع باتری های لیتیوم یونی حاوی غلظت بالاتری از کبالت و نیکل نسبت به سنگ معدن طبیعی هستند.
محققان می گویند که با وجود اینکه میزان زباله های الکترونیکی با سرعت سالانه 9 درصد در حال افزایش است، اکنون 95 درصد باتری ها بازیافت نمی شوند زیرا ما نمی توانیم این کار را انجام دهیم. جیمز تور استاد شیمی دانشگاه رایس میگوید: بسیاری از فرآیندهای فعلی بازیافت باتری شامل استفاده از اسیدهای قدرتمند است و این فرآیندها معمولاً فرآیندهای کثیف و دست و پا گیر هستند.
تیمی که از فرآیند جدید استفاده می کند اکنون می تواند به راحتی فلزات مورد نیاز را با استفاده از اسید هیدروکلریک با غلظت پایین فیلتر کند، که در مقایسه با سایر فرآیندهای بازیافت در مقدار بسیار کمتری استفاده می شود. این بسیار به بهبود اقتصادی کل فرآیند کمک می کند.
چن گفت: این مطالعه باعث مدیریت بهتر ضایعات باتری می شود و به تولید انبوه وسایل نقلیه الکتریکی با هزینه رقابتی تر از طریق کاهش هزینه تولید باتری، کمک می کند.
