بازیابی ۹۸ درصدی لیتیوم از باتری‌های الکتریکی با روشی جدید

به گزارش مجله خبری نگار،و به نقل از آی‌ای، ابتکار جدیدی برای بازیافت فلزات گرانبها از باتری‌های الکتریکی مستعمل با استفاده از هیدرومتالورژی ابداع شده است که کارآمدتر و موثرتر از روش‌های سنتی است.

این تکنیک جدید که توسط دانشمندان دانشگاه فناوری چالمرز ابداع شده است، امکان بازیابی ۱۰۰ درصدی آلومینیوم و ۹۸ درصدی لیتیوم از باتری‌های خودرو‌های الکتریکی را فراهم می‌کند و در عین حال از دست رفتن نیکل، کبالت و منگنز را به حداقل می‌رساند.

بهبود استفاده از اگزالیک اسید

لیا روکه دانشجوی دکترای دپارتمان شیمی و مهندسی شیمی در دانشگاه چالمرز می‌گوید: تاکنون هیچکس نتوانسته است دقیقاً شرایط مناسبی برای جداسازی این مقدار لیتیوم با استفاده از اگزالیک اسید و در عین حال بازیابی تمام آلومینیوم پیدا کند. از آنجایی که همه باتری‌ها حاوی آلومینیوم هستند، باید بتوانیم آن را بدون از دست دادن فلزات دیگر جدا کنیم.

هیدرومتالورژی اغلب برای استخراج فلزات مختلف از جمله مس، طلا، نقره، اورانیوم و عناصر خاکی کمیاب استفاده می‌شود. این روش به عنوان روش اصلی بازیافت زمانی انتخاب می‌شود که سنگ معدنی، نسوز باشد یا پردازش آن از طریق روش‌های مرسوم پیرومتالورژیکی که شامل فرآیند‌های با دمای بالا است، دشوار باشد.

پژوهشگران در این نسخه‌ی جدید از یک فرآیند قدیمی با تنظیم دقیق دما، غلظت و زمان، روش جدید و جذابی را برای استفاده از اگزالیک اسید که یک ماده سازگار با محیط زیست است و در گیاهانی مانند ریواس و اسفناج یافت می‌شود، توسعه داده‌اند.

مارتینا پترانیکووا، دانشیار دپارتمان شیمی و مهندسی شیمی در دانشگاه چالمرز، نیاز روزافزون صنعت به جایگزینی برای مواد شیمیایی معدنی را که یکی از بزرگترین گلوگاه‌ها در فرآیند‌های امروزی از نظر حذف مواد باقیمانده مانند آلومینیوم است، خاطرنشان کرد. او می‌گوید این روش جدید می‌تواند گزینه‌های جدیدی را به صنعت بازیافت ارائه دهد و به حل مشکلات قدیمی کمک کند.

پژوهشگران با این روش جدید، ابتدا لیتیوم و آلومینیوم را بازیابی می‌کنند و اساساً ترتیب هیدرومتالورژی سنتی را معکوس می‌کنند. این کار به آن‌ها اجازه می‌دهد تا ضایعات فلزات گرانبهای مورد نیاز برای تولید باتری‌های جدید را کاهش دهند.

آخرین مرحله ضروری برای جداسازی آلومینیوم و لیتیوم

مرحله آخر این روش، یعنی زمانی که مخلوط سیاه، فیلتر می‌شود، شبیه به فرآیند تهیه قهوه است. سایر فلزات در حالت جامد باقی می‌مانند، در حالی که لیتیوم و آلومینیوم مایع می‌شوند. سپس این روش به جداسازی لیتیوم و آلومینیوم می‌انجامد.

از آنجایی که فلزات دارای خواص بسیار متفاوتی هستند، به نظر نمی‌رسد جداسازی آن‌ها سخت باشد، اما روکه می‌گوید: روش ما یک مسیر جدید امیدوارکننده برای بازیافت باتری است. مسیری که قطعاً اکتشاف بیشتر را تضمین می‌کند.

پترانیکووا نیز گفت: از آنجایی که می‌توان این روش را در مقیاس کلان اجرایی کرد، امیدواریم بتوان از آن در سال‌های آینده در صنعت استفاده کرد.

روش‌های هیدرومتالورژی در مقایسه با برخی از تکنیک‌های پیرومتالورژی می‌توانند انرژی بیشتری فراهم کنند و با محیط‌زیست سازگارتر باشند و به ویژه برای برخی از سنگ‌ها و ضایعات صنعتی مناسب باشند. علاوه بر این، هیدرومتالورژی بازیافت فلزات مهم را از سنگ معدن کم عیار و منابع ثانویه امکان‌پذیر می‌کند و از اقتصاد چرخشی و پایداری منابع حمایت می‌کند.