محققان دانشگاه صنعتی چالمرز روشی جدید و کارآمد برای بازیافت فلزات از باتری‌های خودروهای الکتریکی ارائه داده‌اند. این روش ۱۰۰٪ آلومینیوم و ۹۸٪ لیتیوم را از باتری‌های فرسوده خودروهای الکتریکی بازیابی می‌کند. این امر اتلاف مواد اولیه ارزشمندی مانند نیکل، کبالت و منگنز را به حداقل می‌رساند. این فرآیند به مواد شیمیایی گران‌قیمت یا مضر نیاز ندارد زیرا محققان از اسید اگزالیک، اسیدی که در گیاهان نیز یافت می‌شود، استفاده کردند.
تاکنون هیچکس نتوانسته شرایط مناسبی برای جداسازی این مقدار لیتیوم با استفاده از اسید اگزالیک و حذف تمام آلومینیوم پیدا کند. لیا روکت، دانشجوی دکترا در دپارتمان شیمی و مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی چالمرز، گفت از آنجایی که همه باتری‌ها حاوی آلومینیوم هستند، باید بتوانیم آن را بدون از دست دادن سایر فلزات حذف کنیم.
در آزمایشگاه بازیافت باتری در دانشگاه صنعتی چالمرز، لیا روکت و مارتینا پترانیکووا، سرپرست تحقیقات، نحوه‌ی عملکرد این روش جدید را نشان دادند. آزمایشگاه شامل باتری‌های فرسوده‌ی خودرو بود و در یک هود، ماده‌ای خرد شده به شکل پودر سیاه آسیاب شده‌ی ریز حل شده در مایعی شفاف - اسید اگزالیک - وجود داشت. لیا روکت از چیزی شبیه به مخلوط‌کن آشپزخانه برای مخلوط کردن مایعات و پودرها استفاده می‌کند. اگرچه این روش ساده به نظر می‌رسد، انگار که او در حال درست کردن قهوه است، اما این روش خاص منحصر به فرد است و یک پیشرفت علمی است که اخیراً منتشر شده است. محققان با تنظیم دقیق دما، غلظت و زمان، دستور العمل جدیدی را تهیه کردند که از اسید اگزالیک، یک ماده‌ی سازگار با محیط زیست که در گیاهانی مانند ریواس و اسفناج نیز یافت می‌شود، استفاده می‌کند.
جایگزینی برای مواد شیمیایی معدنی امروزی مورد نیاز است. علاوه بر این، یکی از بزرگترین تنگناها در فرآیندهای مدرن، حذف مواد باقیمانده مانند آلومینیوم است. مارتینا پترانیکووا، دانشیار گروه شیمی و مهندسی شیمی در دانشگاه صنعتی چالمرز، گفت که این یک رویکرد نوآورانه است که می‌تواند جایگزین‌های جدیدی برای صنعت بازیافت ارائه دهد و به حل مشکلاتی که مانع توسعه می‌شوند، کمک کند.
روش‌های فرآوری مبتنی بر مایع، هیدرومتالورژی نامیده می‌شوند. در هیدرومتالورژی سنتی، ابتدا «ناخالصی‌ها» از موادی مانند آلومینیوم و مس حذف می‌شوند و سپس می‌توان از فلزات ارزشمندی مانند لیتیوم، کبالت، نیکل و منگنز استفاده کرد. اگرچه تنها مقدار کمی آلومینیوم و مس باقی می‌ماند، اما چندین مرحله تصفیه مورد نیاز است و هر مرحله از این فرآیند منجر به نشت می‌شود. در روش جدید، محققان برش را تغییر داده و ابتدا لیتیوم را از آلومینیوم جدا کردند. به این ترتیب، آنها می‌توانند ضایعات فلزات گرانبهای مورد نیاز برای ساخت باتری‌های جدید را کاهش دهند.
حتی نیمه دوم این فرآیند - فیلتر کردن مخلوط تیره - یادآور دم کردن قهوه است. در حالی که آلومینیوم و لیتیوم وارد مایع می‌شوند، سایر فلزات در "مخزن" باقی می‌مانند. مرحله بعدی در این فرآیند، جداسازی آلومینیوم و لیتیوم است.
لیا روکت می‌گوید: «از آنجا که این فلزات خواص بسیار متفاوتی دارند، ما معتقدیم که جداسازی آنها دشوار نخواهد بود. روش جدید ما، مسیر جدیدی را برای بازیافت باتری باز می‌کند که ما انگیزه زیادی برای بررسی بیشتر آن داریم.» مارتینا پترانیکووا می‌گوید: «از آنجایی که این روش می‌تواند در مقیاس بزرگ نیز مورد استفاده قرار گیرد، امیدواریم که در سال‌های آینده در صنعت مفید باشد.»
گروه تحقیقاتی مارتینا پترانیکووا سال‌هاست که تحقیقات پیشرو در زمینه بازیافت فلز در باتری‌های لیتیوم-یونی انجام می‌دهد. این گروه با شرکت‌هایی که در زمینه بازیافت باتری‌های خودروهای برقی فعالیت دارند، همکاری می‌کند و در پروژه‌های بزرگ تحقیق و توسعه مانند ولوو کارز و پروژه نیبات نورث‌ولت شریک است.
اطلاعات تکمیلی در مورد تحقیق: مقاله علمی «بازیابی کاملاً انتخابی لیتیوم از باتری‌های لیتیوم-یونی خودروهای الکتریکی: مدل‌سازی و بهینه‌سازی با استفاده از اسید اگزالیک به عنوان یک عامل پاک‌کننده» در مجله Separation and Purification Technology منتشر شد. این مطالعه توسط لیا روکت، مارتینا پترانیکووا و ناتالیا ویسلی از دانشکده شیمی و مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی چالمرز انجام شده است. این تحقیق توسط آژانس انرژی سوئد، پایگاه باتری سوئد و وینووا تأمین مالی شده است و آزمایش‌ها با استفاده از باتری‌های دست دوم خودروهای الکتریکی ولوو کارز که توسط Stena Recycling و Akkuser Oy پردازش شده‌اند، انجام شده است.
ما مقالات مهمان زیادی از متخصصان در زمینه‌های مختلف منتشر می‌کنیم. این حساب کاربری ما برای این افراد، سازمان‌ها، مؤسسات و شرکت‌های خاص است.
بنادر ساکت‌تر، کم‌آلوده‌تر، با انتشار گازهای گلخانه‌ای کمتر و کارآمدتر خواهند بود. همه بهتر خواهند شد…
برای دریافت خبرنامه ایمیلی روزانه CleanTechnica ثبت نام کنید. یا ما را در اخبار گوگل دنبال کنید! هر تحول تکنولوژیکی رهبران نوآور دارد...
اخیراً، گروه جفریز، یکی از بزرگترین بانک‌های سرمایه‌گذاری در ایالات متحده، از من دعوت کرد تا با مشتریان جهانی آنها، سرمایه‌گذاران نهادی، صحبت کنم...
برای دریافت خبرنامه ایمیل روزانه CleanTechnica ثبت نام کنید. یا ما را در اخبار گوگل دنبال کنید! اعلام سرمایه‌گذاری بخش خصوصی در باتری‌های ساخت آمریکا...
حق نشر © ۲۰۲۳ CleanTechnica. محتوای ایجاد شده در این سایت فقط برای اهداف سرگرمی است. نظرات و دیدگاه‌های بیان شده در این وب‌سایت ممکن است مورد تأیید CleanTechnica، مالکان، حامیان مالی، شرکت‌های وابسته یا تابعه آن نباشد و لزوماً منعکس‌کننده دیدگاه‌های آن نباشد.