1. Lityum demir fosfatın geri dönüşümünden sonra ortaya çıkan kirlilik sorunları
Enerji bataryası geri dönüşüm pazarı çok büyük ve ilgili araştırma kurumlarına göre, Çin'in kullanım ömrünü tamamlamış enerji bataryalarının toplam kapasitesinin 2025 yılına kadar 137,4 MWh'ye ulaşması bekleniyor.
Almak lityum demir fosfat pillerÖrnek olarak, kullanım ömrünü tamamlamış ilgili güç bataryalarının geri dönüşümü ve kullanımı için esas olarak iki yol vardır: biri kademeli kullanım, diğeri ise sökülüp geri dönüştürülmesidir.
Kaskad kullanım, sökülüp yeniden birleştirildikten sonra %30 ila %80 arasında kapasite kalan lityum demir fosfat güç pillerinin, enerji depolama gibi düşük enerji yoğunluklu alanlarda kullanılmasını ifade eder.
Adından da anlaşılacağı gibi, sökme ve geri dönüşüm, lityum demir fosfat pillerin kalan kapasitesi %30'un altına düştüğünde sökülmesini ve pozitif elektrottaki lityum, fosfor ve demir gibi ham maddelerinin geri kazanılmasını ifade eder.
Lityum iyon pillerin sökülmesi ve geri dönüştürülmesi, yeni ham madde çıkarımını azaltarak çevreyi korumanın yanı sıra, madencilik maliyetlerini, üretim maliyetlerini, işçilik maliyetlerini ve üretim hattı kurulum maliyetlerini büyük ölçüde azaltarak büyük ekonomik değer de sağlar.
Lityum iyon pillerin sökülmesi ve geri dönüştürülmesi esas olarak şu adımları içerir: Öncelikle atık lityum piller toplanır ve sınıflandırılır, ardından piller sökülür ve son olarak metaller ayrıştırılıp rafine edilir. İşlem sonrasında, geri kazanılan metaller ve malzemeler yeni pillerin veya diğer ürünlerin üretiminde kullanılabilir ve bu da maliyetlerde büyük tasarruf sağlar.
Ancak, Ningde Times Holding Co., Ltd. iştiraki Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd. gibi bir grup pil geri dönüşüm şirketi de dahil olmak üzere, hepsi zorlu bir sorunla karşı karşıya: pil geri dönüşümü zehirli yan ürünler üretecek ve zararlı kirleticiler yayacak. Piyasanın, pil geri dönüşümünün kirlilik ve toksisitesini azaltacak yeni teknolojilere acilen ihtiyacı var.
2. LBNL, pil geri dönüşümünden sonra ortaya çıkan kirlilik sorunlarını çözmek için yeni malzemeler buldu.
Geçtiğimiz günlerde Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı (LBNL), atık lityum iyon pilleri sadece su kullanarak geri dönüştürebilen yeni bir malzeme bulduklarını duyurdu.
Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı 1931 yılında kurulmuş olup, ABD Enerji Bakanlığı Bilim Ofisi adına Kaliforniya Üniversitesi tarafından yönetilmektedir. 16 Nobel Ödülü kazanmıştır.
Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı tarafından icat edilen yeni malzemeye Hızlı Salınımlı Bağlayıcı adı verildi. Bu malzemeden üretilen lityum iyon piller kolayca geri dönüştürülebilir, çevre dostudur ve toksik değildir. Sadece sökülüp alkali suya konulması ve gerekli elementlerin ayrılması için hafifçe çalkalanması yeterlidir. Daha sonra metaller sudan süzülür ve kurutulur.
Günümüzde kullanılan lityum iyon pillerin parçalanması, öğütülmesi ve ardından metal ve element ayrımı için yakılması gibi yöntemler ciddi toksik etkilere ve düşük çevresel performansa sahipken, yeni malzeme bu iki yönteme kıyasla çok daha üstün.
Eylül 2022'nin sonlarında, bu teknoloji R&D 100 Ödülleri tarafından 2022 yılında küresel olarak geliştirilen 100 devrim niteliğindeki teknolojiden biri olarak seçildi.
Bildiğimiz gibi, lityum iyon piller pozitif ve negatif elektrotlardan, bir ayırıcıdan, elektrolitten ve yapısal malzemelerden oluşur, ancak bu bileşenlerin lityum iyon pillerde nasıl birleştirildiği tam olarak bilinmemektedir.
Lityum iyon pillerde, pil yapısını koruyan kritik bir malzeme yapıştırıcıdır.
Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı araştırmacıları tarafından keşfedilen yeni Hızlı Serbest Bırakma Bağlayıcısı, poliakrilik asit (PAA) ve polietilen iminden (PEI) oluşmaktadır; bu iki madde, PEI'deki pozitif yüklü azot atomları ile PAA'daki negatif yüklü oksijen atomları arasındaki bağlarla birbirine bağlanmıştır.
Hızlı Çıkarma Bağlayıcısı, sodyum hidroksit (Na+OH-) içeren alkali suya konulduğunda, sodyum iyonları aniden yapışma bölgesine girerek iki polimeri birbirinden ayırır. Ayrılan polimerler sıvıda çözünerek, içine gömülü elektrot bileşenlerini serbest bırakır.
Maliyet açısından bakıldığında, lityum pillerin pozitif ve negatif elektrotlarının üretiminde kullanıldığında, bu yapıştırıcının fiyatı en yaygın kullanılan iki yapıştırıcının fiyatının yaklaşık onda biridir.
Yayın tarihi: 25 Nisan 2023