وجد الباحثون في جامعة كاليفورنيا طريقة لإعادة تدوير البطاريات بكفاءة، وتجنب الاستخدام المكثف للمعادن الثقيلة مثل الكوبالت والنيكل.
كما تعلم، فإن الغالبية العظمى من بطاريات الليثيوم الحالية تستخدم معدنًا نادرًا ومكلفًا كمكون للكاثود: الكوبالت. المشكلة هي أن استخراجه ضار بشكل خاص بالبيئة. من بين البدائل الأكثر بيئية للكوبالت نجدالليثيوم فر الفوسفات.
ومع ذلك، فقد تبين أن الباحثين في جامعة كاليفورنيا وجدوا طريقة لإعادة تدوير هذه المادة بمجرد استنفادها وإعادتها إلى إمكاناتها الأصلية، باستخدام موارد قليلة جدًا. ركزت أبحاثهم على إعادة تدوير البطاريات التي تصنع كاثوداتها من فوسفات حديد الليثيوم.
خطوة واعدة إلى الأمام لإعادة تدوير البطاريات
منذ عدة سنوات، يحاول المصنعون تصميم بطارياتهم بشكل مختلف. وهذا هو حال شركة IBM، التي اخترعت على سبيل المثال جهازًابطارية صديقة للبيئة خالية من المعادن الثقيلة بفضل مياه البحر. نفكر أيضًا في شركة Tesla، التي بدأت تسويقها هذا العامتسلا موديل 3مجهزة ببطاريات ليثيوم-حديد-فوسفات.
هذه البطاريات أكثر أمانًالها عمر أطول وأقل تكلفة في الإنتاج. ومع ذلك، فإن إعادة تدويرها مكلفة بشكل خاص. "ليس من المربح إعادة تدويرها. إنها نفس المعضلة بالنسبة للمواد البلاستيكية – المواد رخيصة، ولكن طرق إعادة تدويرها ليست كذلك.يشرح تشنغ تشن، أستاذ هندسة النانو في جامعة سان دييغو.
إقرأ أيضاً:بطاريات الليثيوم – التكنولوجيا الجديدة تجعلها أكثر أمانًا وأسرع 10 مرات
مم يتكون هذا التقدم في إعادة تدوير البطاريات؟ قام الباحثون بشراء بطاريات ليثيوم-حديد-فوسفات المتوفرة تجاريًا واستنزفوا طاقتها إلى النصف. ثم قاموا بتفكيك الخلايا ونقع المسحوق الناتج في محلول من ملح الليثيوم وحمض الستريك، قبل تجفيفه وتسخينه إلى درجة حرارة تتراوح بين 60 و80 درجة مئوية.
تم بعد ذلك تحويل هذا المسحوق إلى كاثودات جديدة واختباره في بطاريات زرية (ملاحظة المحرر: هذه البطاريات الأسطوانية الشهيرة الموجودة في الساعات على سبيل المثال).ووجد الباحثون أن سعات البطارية وصلت إلى 100%. في الواقع، تتيح تقنية إعادة التدوير هذه ليس فقط تجديد مخزون أيونات الليثيوم في البطارية، ولكن أيضًا إعادة أيونات الليثيوم والحديد إلى مكانها الأصلي في هيكل الكاثود.
ووفقا للفريق، فإن طريقة إعادة التدوير هذه تستهلك طاقة أقل بنسبة 80 إلى 90% من تلك المستخدمة حاليا، وتنبعث منها غازات دفيئة أقل بنسبة 75%. "والتحدي التالي هو معرفة كيفية تحسين هذه الخدمات اللوجستية.اختتم البروفيسور تشنغ تشن.
مصدر :الأطلس الجديد