السيارات الكهربائية أكثر جاذبية، والباحثين العثور على تقنيات إعادة تدوير البطارية أكثر كفاءة

جاكرتا - وجد باحثون في المملكة المتحدة والولايات المتحدة طريقة لإعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية التي يمكن أن تقلل بشكل كبير من التكاليف وانبعاثات الكربون. كما يمكن أن يدعم العرض المستمر لارتفاع الطلب على البطاريات.

الهندسة، وهذا ينطوي على أخذ جزء البطارية بحيث يمكن إعادة استخدامها. وهذا سيساعد صناعة السيارات على التغلب على الانتقادات القائلة بأنه في حين يمكن EV خفض انبعاثات العادم على مدى حياتها، فإنه بدلا من ذلك بدأت في زيادة البصمة الكربونية الثقيلة لمواد التعدين.

وعندما يتعين على الحكومة تأمين العرض للتسارع المتوقع في الطلب على الطاقة الكهربائية، فإن هذا الاختراق قد يجعل المعروض من المواد القيمة مثل الكوبالت والنيكل يذهب خطوة أبعد من ذلك. كما أنها ستقلل من الاعتماد على الصين وسلطات التعدين الصعبة.

"لا يمكننا إعادة تدوير المنتجات المعقدة مثل البطاريات تماما كما نقوم بإعادة تدوير المعادن الأخرى. تدمير وخلط مكونات البطارية والبيروميتالورجيا يدمر القيمة"، قال غافن هاربر، الباحث في مؤسسة فاراداي المدعومة من الحكومة في المملكة المتحدة.

Pyrometallurgy يشير إلى استخراج المعادن باستخدام الحرارة العالية في الأفران العالية. ووفقا لهؤلاء المحللين، فإنه ليس اقتصاديا.

وتعتمد أساليب إعادة التدوير الحالية أيضا على تدمير البطاريات إلى قطع صغيرة جدا، تعرف باسم الكتل السوداء. ثم تتم معالجة القطع إلى معادن مثل الكوبالت والنيكل.

ويمكن أن يؤدي التحول إلى ممارسة تعرف باسم إعادة التدوير المباشر، التي ستحافظ على مكونات مثل الكاثودات والأود، إلى خفض هدر الطاقة وتكاليف الإنتاج بشكل كبير.

وقد وجد باحثون من جامعة ليستر وجامعة برمنغهام يعملون على مشروع ReLib مؤسسة فاراداي وسيلة لاستخدام الموجات فوق الصوتية لإعادة تدوير الكاثود والنودانات دون تمزق. كما قدموا براءة اختراع لهذه العملية.

وتستعيد هذه التكنولوجيا مسحوق الكاثود المصنوع من الكوبالت والنيكل والمنغنيز من صفائح الألومنيوم، التي يتم لصقها في تصنيع البطاريات. يتم فصل مسحوق أنود ، وهو عادة الجرافيت ، من الصفائح النحاسية.

وقال أندي أبوت، أستاذ الكيمياء الفيزيائية في جامعة ليستر، إن الفصل باستخدام الموجات فوق الصوتية سيؤدي إلى توفير 60٪ في التكاليف مقارنة بتكلفة المواد الخام.

تقنية الموجات فوق الصوتية

بالمقارنة مع التكنولوجيات التقليدية ، استنادا إلى الهيدرومترية ، والتي تستخدم السوائل ، مثل حمض الكبريتيك والماء لاستخراج المواد ، تقول إن تقنية الموجات فوق الصوتية يمكن أن تعالج مواد البطارية أكثر 100 مرة في نفس الفترة.

قام فريق أبوت بفصل خلايا البطارية يدويا لاختبار العملية. ومع ذلك ، تعمل ReLib على مشروع لاستخدام الروبوتات لفصل البطارية وتعبئتها بشكل أكثر كفاءة.

وفي الولايات المتحدة، هناك مشروع ترعاه وزارة الطاقة يسمى ReCell، وهو الآن في المراحل النهائية من إظهار تكنولوجيات إعادة التدوير المختلفة. ومع ذلك ، فإنه يعد أيضا لتحديث كاثود البطارية لجعله كاثود جديد.

ReCell، بقيادة جيف سبانغينبرغر، وقد درس العديد من الطرق المختلفة، بما في ذلك الفوق صوتيات. لكنها تركز على الطرق الحرارية والمذيبات.

وقال سبانغنبرغر: "إن الولايات المتحدة لا تصنع الكثير من الكاثود محليا، لذلك إذا استخدمنا الهيدرومترات أو البيروميتالورجيا، علينا إرسال مواد معاد تدويرها إلى بلدان أخرى لتحويلها إلى كاثود وإعادتها إلينا.

وأضاف أنه "من أجل جعل إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون مربحة، دون الحاجة إلى تكاليف التخلص للمستهلكين، ودفع نمو صناعة إعادة التدوير، يجب تطوير أساليب جديدة تولد هوامش ربح أعلى لمعادي التدوير".

وفقا لسبانجنبرجر هناك تحديات لإعادة التدوير المباشر، بما في ذلك السوائل الكيميائية المتطورة باستمرار. "ReCell تعمل على فصل كيمياء الكاثود المختلفة"، قال.

خلايا بطارية السيارة الكهربائية في البداية استخدام الكاثودات مع نفس الكمية من النيكل والمنغنيز والكوبالت أو 1-1-1. ولكنها الآن قد تغيرت في السنوات الأخيرة. المصنعين نسعى جاهدين لخفض التكلفة والكاثود الكيميائي يمكن أن يكون 5-3-2، 6-2-2 أو 8-1-1.

النهج المتبع في مشروع ReLib Faraday هو الجمع بين المواد المعاد تدويرها والمواد النقية للحصول على نسب النيكل والمنغنيز والكوبالت اللازمة.