اقترح باحثون من جامعة تشالمرز للتكنولوجيا طريقة جديدة وفعّالة لإعادة تدوير المعادن من بطاريات السيارات الكهربائية. تستخلص هذه الطريقة 100% من الألومنيوم و98% من الليثيوم من بطاريات السيارات الكهربائية المستعملة، مما يقلل من فقدان المواد الخام القيّمة مثل النيكل والكوبالت والمنغنيز. ولا تتطلب هذه العملية استخدام مواد كيميائية باهظة الثمن أو ضارة، لأن الباحثين استخدموا حمض الأكساليك، وهو حمض موجود أيضاً في المملكة النباتية.
حتى الآن، لم يتمكن أحد من إيجاد ظروف مناسبة لفصل هذه الكمية من الليثيوم باستخدام حمض الأكساليك وإزالة الألومنيوم بالكامل. وقالت ليا روكيت، طالبة الدكتوراه في قسم الكيمياء والهندسة الكيميائية بجامعة تشالمرز للتكنولوجيا، إنه بما أن جميع البطاريات تحتوي على الألومنيوم، فينبغي أن نكون قادرين على إزالته دون فقدان المعادن الأخرى.
في مختبر إعادة تدوير البطاريات بجامعة تشالمرز للتكنولوجيا، قامت ليا روكيت وقائدة البحث مارتينا بيترانيكوفا بتوضيح آلية عمل الطريقة الجديدة. احتوى المختبر على بطاريات سيارات مستعملة، وفي خزانة تهوية، وُضع مسحوق أسود ناعم مطحون في سائل شفاف - حمض الأكساليك. تستخدم ليا روكيت ما يشبه الخلاط الكهربائي لخلط السوائل والمساحيق. ورغم بساطة الطريقة ظاهريًا، وكأنها تُعدّ القهوة، إلا أنها فريدة من نوعها وتُمثل إنجازًا علميًا حديثًا. من خلال ضبط درجة الحرارة والتركيز والوقت بدقة، طوّر الباحثون تركيبة جديدة تستخدم حمض الأكساليك، وهو مُكوّن صديق للبيئة موجود أيضًا في نباتات مثل الراوند والسبانخ.
ثمة حاجة ماسة إلى بدائل للمواد الكيميائية غير العضوية المستخدمة حاليًا. إضافةً إلى ذلك، يُعدّ التخلص من المواد المتبقية، كالألومنيوم، أحد أكبر المعوقات في العمليات الحديثة. وقد صرّحت مارتينا بيترانيكوفا، الأستاذة المشاركة في قسم الكيمياء والهندسة الكيميائية بجامعة تشالمرز للتكنولوجيا، بأن هذا النهج المبتكر يُمكن أن يُوفّر بدائل جديدة لصناعة إعادة التدوير، ويُساعد في حلّ المشكلات التي تُعيق التطور.
تُعرف طرق المعالجة القائمة على السوائل باسم المعالجة المائية للمعادن. في المعالجة المائية التقليدية، تُزال "الشوائب" من مواد مثل الألومنيوم والنحاس أولًا، ثم تُستخدم المعادن الثمينة مثل الليثيوم والكوبالت والنيكل والمنغنيز. ورغم أن كمية الألومنيوم والنحاس المتبقية ضئيلة، إلا أن العملية تتطلب عدة مراحل من التنقية، وكل مرحلة منها تُسبب تسربًا. في الطريقة الجديدة، غيّر الباحثون طريقة الفصل، ففصلوا الليثيوم عن الألومنيوم أولًا. وبهذه الطريقة، يُمكنهم تقليل هدر المعادن الثمينة اللازمة لصنع بطاريات جديدة.
حتى النصف الثاني من العملية - ترشيح المزيج الداكن - يُشبه تحضير القهوة. فبينما يدخل الألومنيوم والليثيوم إلى السائل، تبقى المعادن الأخرى في "الحوض". وتتمثل الخطوة التالية في هذه العملية في فصل الألومنيوم والليثيوم.
"نظراً لاختلاف خصائص هذه المعادن اختلافاً كبيراً، نعتقد أن فصلها لن يكون صعباً. تفتح طريقتنا الجديدة آفاقاً واعدة لإعادة تدوير البطاريات، ولدينا كل الحافز لاستكشافها بشكل أوسع"، كما تقول ليا روكيت. وتضيف مارتينا بيترانيكوفا: "بما أن هذه الطريقة قابلة للتطبيق على نطاق واسع، نأمل أن تكون مفيدة في الصناعة خلال السنوات القادمة".
يُجري فريق مارتينا بيترانيكوفا البحثي أبحاثًا رائدة في مجال إعادة تدوير المعادن في بطاريات الليثيوم أيون منذ سنوات عديدة. ويتعاون الفريق مع شركات تعمل في مجال إعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية، كما أنه شريك في مشاريع بحث وتطوير رئيسية مثل مشروع فولفو للسيارات ومشروع نيبات ​​التابع لشركة نورثفولت.
معلومات إضافية حول البحث: نُشرت المقالة العلمية بعنوان "استخلاص الليثيوم بشكل انتقائي كامل من بطاريات الليثيوم أيون للسيارات الكهربائية: النمذجة والتحسين باستخدام حمض الأكساليك كعامل استخلاص" في مجلة "تقنيات الفصل والتنقية". أجرى الدراسة كلٌ من ليا روكيت، ومارتينا بيترانيكوفا، وناتاليا فيتشيلي من قسم الكيمياء والهندسة الكيميائية في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا. مُوِّل البحث من قِبَل وكالة الطاقة السويدية، وقاعدة البطاريات السويدية، وشركة فينوفا، وأُجريت التجارب باستخدام بطاريات سيارات فولفو الكهربائية المستعملة التي خضعت للمعالجة من قِبَل شركتي ستينا لإعادة التدوير وأكوزر.
ننشر العديد من المقالات من خبراء في مختلف المجالات. هذا حسابنا المخصص لهؤلاء الأشخاص والمنظمات والمؤسسات والشركات المميزة.
ستصبح الموانئ أكثر هدوءًا، وأقل تلويثًا للبيئة، وأقل انبعاثًا للغازات الدفيئة، وأكثر كفاءة. سيتحسن وضع الجميع...
اشترك في النشرة الإخبارية اليومية لـ CleanTechnica عبر البريد الإلكتروني. أو تابعنا على أخبار جوجل! كل تحول تكنولوجي له قادة مبتكرون...
مؤخراً، دعتني مجموعة جيفريز، إحدى أكبر البنوك الاستثمارية في الولايات المتحدة، للتحدث مع عملائها العالميين والمستثمرين المؤسسيين...
اشترك في النشرة الإخبارية اليومية لـ CleanTechnica عبر البريد الإلكتروني. أو تابعنا على أخبار جوجل! إعلان عن استثمار القطاع الخاص في بطاريات أمريكية الصنع...
جميع الحقوق محفوظة © 2023 لشركة CleanTechnica. المحتوى المنشور على هذا الموقع هو لأغراض ترفيهية فقط. الآراء والتعليقات الواردة في هذا الموقع لا تعكس بالضرورة وجهات نظر CleanTechnica أو مالكيها أو رعاتها أو الشركات التابعة لها أو فروعها.