Araba bataryalarında geri dönüşüm; güvenli ve tasarruflu yaklaşım

Birmingham Üniversitesi araştırmacıları, ömrünü tamamlamış elektrikli araç bataryalarının en önemli bileşenlerinden olan katodunun geri dönüştürülmesi için halihazırda kullanılan yöntemlere kıyasla daha az enerji harcayan ve daha güvenli kimyasallar kullanılan yeni yaklaşımlarını duyurdular.¹

Araştırma sonuçları, askorbik asidin (C vitamini) düşük değerli elektrot malzemesi olan lityum manganez oksiti (LiMn₂O₄) seçici olarak süzdüğünü ve daha yüksek nikel-kobalt bazlı malzemeyi direkt olarak geri dönüştürebileceği ve katı bir halde bırakabildiğini göstermiştir.

Güçlü asitler kullanarak batarya katotlarını çözme işlemine odaklanan bu yeni yöntem, batarya geri dönüşümünü kolaylaştırmak için önemli bir potansiyele sahiptir. Mevcut geri dönüşüm sürecinden kaynaklanan potansiyel olarak tehlikeli atıkların ortadan kaldırılması konusu büyük bir sorun teşkil etmektedir. Bileşenler karıştırılırsa yalnızca kimyasal işlemlerle ayrılabilen bir kimya karmaşası ortaya çıkarır.

Askorbik asitin geri dönüştürülmüş katot malzemesi üzerindeki etkilerini daha iyi anlamak için nanometre ölçeğinde çözünürlüklü bir görüntüleme tekniği ile “taramalı transmisyon elektron mikroskobu-enerji dağılımlı X-ışını” (STEM-EDX) incelenmiştir.²

Bu görüntüleme tekniği ile Mn ve Ni içerik faz ayrımlarının bazı yerlerde üst üste geldiği görülmüştür.

Birmingham Üniversitesi liderliğindeki çok kurumlu bir araştırma birliği olan ReLiB (Nanometre ölçeğinde çözünürlüklü görüntüleme) projesinin bir parçası olan Profesör Slater’a göre batarya kimyası ve özellikle katot kimyası daha fazla enerji yoğunluğu talebini karşılamak için sürekli olarak gelişiyor ve bununla birlikte batarya geri dönüşümü görece durağan kalmış ve özellikle karışık kimyasalların geri dönüşümü sırasında katotları kendi element bileşenlerine ayırmaya odaklanmıştır.

Slater, karışık kimyasalların geri dönüşümünde karşılaşılan asıl zorluğun, düşük ve yüksek değerli malzemeleri ayırmak olduğunu ve kendi yöntemlerinin düşük değerli malzemeyi ortadan kaldırırken, yüksek değerli malzemeyi katı halde bıraktığını ve böylece yüksek değerini koruyarak doğrudan geri dönüştürülebildiğini vurguladı.²

Slater sözlerine şunları da ekledi: “Yöntemimiz katot malzemelerinin geri kazanım maliyetini ve adım sayısını azaltacak, böylece bu malzemeler yeniden üretilebilecek ve minimum çevresel (karbon) ayak izi ile yeni bataryalara geri konulabilecek.”²

Araştırma ekibi bu yaklaşımı ölçeklendirmek için çalışıyor ve denemeler için uzun vadeli ortaklar arıyor, hali hazırda kullanılan altyapılara entegre etmeye çabalıyor veya sistemi geliştirmek için daha ileri çalışmalarla iş birliği yapıyor.

Kaynaklar

1. https://techxplore.com/news/2023-10-approach-car-battery-recycling-energy.html
2. Driscoll, L. L., Jarvis, A., Madge, R., Price, J. M., Sommerville, R., Tontini, F. S., … & Slater, P. R. (2023). Phase-selective recovery and regeneration of end-of-life electric vehicle blended cathodes via selective leaching and direct recycling.