Eskiden ulaşım için petrol, serinlemek için yelpaze, eğlence için bez bebekler veya çek bırak arabalar kullanılırken şimdi bu örneklerin tamamında elektrikli araçlar (EV) hayatımızdaki yerini almıştır. Elbette bu gibi ürünler sürekli şarja takılı çalışan şeyler olmadığından dolayı enerjileri için gerekli elektriği depolamak ve elektriksiz ortamlarda kullanım sağlayabilmek için piller devreye girmiştir. Pillerin her sektörde yoğun kullanımı ile birlikte ise tükenen pillerin oluşturduğu atık maddeler çevresel tehdit haline gelmiş oldu. Çünkü piller geri dönüştürülürken ağır metal içeren atık sular oluşturabiliyor. Hem bu çevresel tehdidi ortadan kaldırmak hem de katotlarda bulunan lityum ve kobalt gibi değerli maddeleri yeniden kazanmak istenmiş ve bilim insanları bu değerli elementleri mümkün oldukça koruyarak yenilenebilir olmasını amaçlayan yöntemler üzerinde çalışmıştır.
Bu yapılan çalışmalardan biri de Kore Enerji Araştırma Enstitüsü’nden Dr. Woo ve ekibinin kullanılmış elektrikli araç bataryalarının katot maddelerinin dönüşümünü amaçlayan tek aşamalı olarak geliştirdiği yöntemdir. Çalışmada ana hedef bataryanın katodundaki değerli madde ile akım toplayıcıyı birbirinden ayrıştırmak ve de katottaki değerli maddenin yeniden kullanılmasını mümkün kılmaktır.
Lityum iyon bataryalarda katot malzemesi, elektrik akımının taşınmasını sağlayan akım toplayıcıya güçlü biçimde bağlanıyor. Bu bağlantı bataryanın normal çalışması sırasında gerekli olsa da geri dönüşüm sırasında iki malzemenin birbirinden ayrılmasını zorlaştırıyor. Araştırmacılar bu sorunu çözmek için dietilen glikol kullanmıştır. Kullanılmış katot malzemesi bu çözeltiye daldırılmış ve sistem 130 ℃’ye kadar ısıtılmıştır. Bu sıcaklıkta dietilen glikol oksitlenerek glikolaldehit oluşturmuştur. Araştırmacılara göre oluşan glikolaldehit, katot ile akım toplayıcı arasındaki yapışmayı zayıflatmış ve böylece akım toplayıcı katot malzemesinden ayrılabilmiştir.
Bu yöntemde en dikkat çeken nokta malzemelerin yalnızca birbirinden ayrılmakla kalmaması aynı zamanda dietilen glikolün oksidasyonu sırasında ortaya çıkan elektronların katot malzemede bulunan lityumun yeniden tamamlanmasına yardımcı olmasıdır. Böylece katotun akım toplayıcıdan ayrılması ve yeniden lityumlaşması aynı işlem içerisinde gerçekleştirilmiştir. Araştırmacılar yöntemi iki farklı katot kimyası üzerinde test etmiştir: NCM ve LFP. Deneylerde yenilenen nikel kobalt mangan (NCM) katodunun kapasitesi başlangıçtaki malzemenin %99,1‘ine, lityum demir fosfat (LFP) katodunun kapasitesi ise %99,7‘sine ulaştığı gözlemlenmiştir.1
Tüm bunlara ek olarak bu çalışma gerçek EV bataryasında da test edilmiştir. Jung-Je ve ekibi bu yöntemin kullanılabilirliğini gösterebilmek için gerçek EV bataryasından elde edilen bir malzeme kullanmıştır. Bu testte 50 Ah kapasiteli EV bataryasından alınmış bozuk bir katot malzemesi işleme tabi tutulmuştur. İşlem sonrası yenilenen malzemeden kese tipi batarya hücresi üretilmiştir. Ardından üretilen hücrenin deşarj kapasitesi deneylerle 30,6 mAh’den 34,6 mAh’ye yükseltimiştir. Sonuç olarak ise araştırmacılar yöntem sırasında aktif katot malzemesinin tamamen çözündürülmediğini belirtmiştir. Ayrıca yöntemin atık su oluşumu açısından potansiyel taşıdığı belirtilmiştir.2
Günümüzde laboratuvar ölçeğinde geliştirilen bu yöntem gelecekte kullanılmış EV’lerin yeni üretim süreçlerine doğrudan katılımını sağlayabilir.Y öntemde farklı batarya türlerinde ve daha büyük ölçeklerde uygulanabilirliğinin test edilmesi, gelecekteki çalışmaların önemli başlıklarından biri olması olağandır.
Kaynaklar
- Song, J., Song, S. H., Han, D., Noh, J., Kim, J., Kim, M. J., … & Woo, J. J. (2026). Efficient Direct Recycling of Spent Batteries: Integrated Lithiation and Delamination. Advanced Science, e75879.
- Trouillet, V., et al. (2026). Effect of impurities on direct recycling of spent LiNixCoyMnzO2 cathode material for lithium-ion batteries. ACS Nano, 20(20), 14528–14542.