دانشمندان دانشگاه لستر در بریتانیا روش ساده‌ای را با استفاده از آب و روغن پخت و پز برای استخراج فلزات ارزشمند و بازیافت باتری‌های لیتیوم یونی مصرف شده ابداع کرده‌اند.

این رویکرد امکان تصفیه فلزات ارزشمند در دمای اتاق را در عرض چند دقیقه فراهم می‌کند.

به نقل از آی‌ای، در تلاش ما برای فاصله گرفتن از سوخت‌های فسیلی و روی آوردن به وسایل نقلیه با انرژی سبزتر، بشریت به شدت به باتری‌های لیتیوم یونی متکی شده است که می‌توانند مقادیر زیادی انرژی را ذخیره کنند.

باتری‌های لیتیوم یونی در همه جا استفاده می‌شوند، چه در وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) برای پشتیبانی از شبکه یا حتی انرژی دادن به تلفن‌های همراه یا رایانه‌ها.

باتری‌های لیتیوم یونی چگونه بازیافت می‌شوند؟

برآوردها حاکی از آن است که ۴۰ میلیون خودروی الکتریکی و بیش از ۱۰ میلیارد دستگاه الکترونیکی از باتری‌های لیتیوم یونی استفاده می‌کنند. فقدان مقررات در مورد استفاده از آنها به این معنی است که آنها برای بازیافت طراحی نشده‌اند. درعوض، روش‌هایی شامل هیدرومتالورژی برای بازیابی فلزات مهم از آنها استفاده می‌شود.

هنگامی که باتری‌های لیتیوم یونی به پایان چرخه عمر خود می‌رسند، جمع‌آوری می‌شوند و به قطعات کوچک‌تر خرد می‌شوند و ماده‌ای شبیه کیک به نام «جرم سیاه» تشکیل می‌دهند. درون این مخلوط، بسته به ساختار باتری، مخلوطی از کربن به شکل گرافیت، لیتیوم، نیکل، کبالت و منگنز وجود دارد.

در روش‌های مرسوم، ترکیبی از دما و تیمارهای اسیدی برای بازیابی فلزات مهم از مخلوط استفاده می‌شود که به انتشار بیشتر کربن در زنجیره تامین باتری لیتیوم یونی می‌افزاید.

یک گروه تحقیقاتی در دانشگاه لستر رویکرد پایدارتری با استفاده از آب و روغن پخت و پز برای بازیافت این باتری‌ها پیدا کرده‌اند.

باتری پایدار، ارزان‌تر، بهتر

می‌دانیم که روغن و آب با هم مخلوط نمی‌شوند. با این حال، گروه تحقیقاتی از امواج فراصوت برای ایجاد نانو قطرات روغن استفاده کردند که برای هفته‌ها در داخل آب به صورت حل شده باقی می‌ماند.

هنگامی که این قطرات نانو وارد یک توده سیاه می‌شوند، به یک چسب مشابه کربن می‌چسبند و ذرات گرافیت را به هم متصل می‌کنند تا یک کنگلومرای بزرگ را تشکیل دهند که روی آب شناور می‌شود.

این کار باعث می‌شود که فلزات ارزشمند و لیتیوم در توده سیاه باقی بماند، زیرا کنگلومرای شناور را می‌توان از بین برد. برخلاف روش‌های مرسوم که در آن گرما و اسید منجر به کاهش کیفیت مواد بازیافتی می‌شود، رویکرد قطرات نانو روغن امکان بازیابی مواد را به شکل ساختار کریستالی آنها فراهم می‌کند. سپس این مواد می‌توانند مستقیما در باتری‌های جدید استفاده شوند.

محققان برای ثبت اختراع این رویکرد درخواست داده‌اند که می‌تواند بازیافت باتری را پایدار و ارزان‌تر کند.

جیک یانگ در بیانیه مطبوعاتی گفت: این روش سریع، ساده و ارزان می‌تواند نحوه بازیافت باتری‌ها را در مقیاس بزرگ متحول کند.

این گروه اکنون با محققان دانشگاه بیرمنگام همکاری می‌کنند تا نوآوری‌های دیگر در بازیافت باتری‌های لیتیوم یونی را گرد هم آورند و آنها را در یک مرکز آزمایشی بررسی کنند که می‌تواند ده‌ها کیلوگرم جرم سیاه را در ساعت پردازش کند.