تُعد إعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية إحدى العمليات المعقدة التي تحول دون تطوير الصناعة، في ظل الطلب الكبير على المواد الخام لإنتاج البطاريات.
وتوصل باحثون في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا بالسويد إلى طريقة جديدة وفاعلة، لإعادة تدوير المعادن من بطاريات السيارات الكهربائية المستهلكة.
وتسمح هذه الطريقة باستعادة 100% من الألومنيوم، و98% من الليثيوم الموجود في بطاريات السيارات الكهربائية، مع تقليل فقدان المواد الخام القيمة مثل النيكل والكوبالت والمنغنيز، وفق المعلومات التي اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.
وأوضح الباحثون أنه ليست هناك حاجة إلى مواد كيميائية باهظة الثمن أو ضارة في هذه العملية، لأنهم يستعملون حمض الأكساليك، وهو حمض عضوي يُمكن العثور عليه في النباتات.
وأجرت الدراسة الباحثات ليا روكيت، ومارتينا بيترانيكوفا، وناتاليا فيسيلي، من قسم الكيمياء والهندسة الكيميائية في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا في السويد.
فصل المعادن دون فقدان أي عنصر
قالت طالبة الدكتوراة في قسم الكيمياء والهندسة الكيميائية بالجامعة، ليا روكيت: "حتى الآن، لم يتمكن أحد من إيجاد الظروف المناسبة تمامًا لفصل هذا القدر من الليثيوم باستعمال حمض الأكساليك، مع إزالة كل الألومنيوم أيضًا".
وأضافت: "بما أن جميع البطاريات تحتوي على الألومنيوم، فنحن بحاجة إلى أن نكون قادرين على إزالته دون فقدان المعادن الأخرى".
وفي مختبر إعادة تدوير البطاريات التابع لجامعة تشالمرز، توضح روكيت ورئيسة الأبحاث مارتينا بيترانيكوفا كيفية عمل الطريقة الجديدة.
واستنفذ المختبر خلايا بطارية السيارة، محتوياتها المسحوقة؛ إذ تأخذ شكل مسحوق أسود مطحونًا ناعمًا مذابًا في سائل شفاف، وهو حمض الأكساليك.
وتُنتج روكيت كلا من المسحوق والسائل "في شيء يذكرنا بخلاط المطبخ"، وعلى الرغم من أن الأمر يبدو سهلًا، فإن الإجراء الدقيق يُعد إنجازًا علميًا فريدًا، بحسب ما جاء في بيان صحفي أصدرته جامعة تشالمرز، واطّلعت عليه منصة الطاقة.
ومن خلال ضبط درجة الحرارة والتركيز والوقت، توصلت الباحثات إلى وصفة جديدة رائعة لاستعمال حمض الأكساليك، وهو مكون صديق للبيئة يُمكن العثور عليه في النباتات.
وقالت الأستاذة المشاركة في قسم الكيمياء والهندسة الكيميائية بجامعة تشالمرز، مارتينا بيترانيكوفا: "نحن بحاجة إلى بدائل للمواد الكيميائية غير العضوية".
وأوضحت أن "واحدة من أكبر العقبات في عمليات اليوم هي إزالة المواد المتبقية مثل الألومنيوم.. هذه طريقة مبتكرة يُمكن أن تقدم لصناعة إعادة التدوير بدائل جديدة، وتساعد في حل المشكلات التي تعوق التنمية".
طريقة إعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية
تُسمى طريقة إعادة التدوير ذات الأساس المائي "علم التعدين المائي"، الذي يقوم -عادةً- على إذابة جميع المعادن الموجودة في خلية بطارية السيارة الكهربائية في حمض غير عضوي.
ثم تُزال "الشوائب" مثل الألومنيوم والنحاس، وأخيرًا، يُصبح من الممكن استرداد المعادن الثمينة بصورة منفصلة مثل الكوبالت والنيكل والمنغنيز والليثيوم.
على الرغم من أن كمية الألومنيوم والنحاس المتبقية صغيرة فإنها تتطلب عدة خطوات تنقية، وكل خطوة في هذه العملية يمكن أن تسبب فقدان الليثيوم.
وباستعمال الطريقة الجديدة، يعكس الباحثون الترتيب، ويستعيدون الليثيوم والألومنيوم أولًا، وبالتالي، يمكنهم تقليل هدر المعادن الثمينة اللازمة لصنع بطاريات جديدة.
وكتبت الباحثات في الدراسة: "بينما ينتهي الأمر بالألومنيوم والليثيوم في السائل، تبقى المعادن الأخرى في (المواد الصلبة).. الخطوة التالية في العملية هي فصل الألومنيوم والليثيوم".
وقالت روكيت: "بما أن المعادن لها خصائص مختلفة جدًا، فلا نعتقد أنه سيكون من الصعب فصلها. طريقتنا هي طريق جديد واعد لإعادة تدوير البطاريات، وهو طريق يستحق بالتأكيد المزيد من الاستكشاف".
ومن جانبها، أضافت بترانيكوفا: "مع إمكان توسيع نطاق هذه الطريقة، نأمل أن تُستعمل في الصناعة خلال السنوات المقبلة".
موضوعات متعلقة..
- إعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية في أميركا تقوض الهيمنة الصينية (تقرير)
- مشروع لإعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية في المملكة المتحدة
- خطة لإعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية بعد انتهاء عمرها الافتراضي
اقرأ أيضًا..
- قناة السويس ترفع رسوم عبور ناقلات النفط والغاز 15%
- واردات الغاز المسال العالمية تسجل أقل مستوى في 12 شهرًا
- تجربة فريدة لتخزين الهيدروجين تخفض تكلفة الإنتاج 40%
- شركة فولفو للسيارات تعتمد على طاقة الرياح البحرية.. ما القصة؟
