يدرس المنظمون وشركات صناعة السيارات مصير ملايين البطاريات التي تشغل السيارات الكهربائية بعد انتهاء دورها، وحتى بعد انتهاء عمرها الافتراضي، فبطاريات السيارات الكهربائية تحوي كميات من الليثيوم القيمة التي يمكن من الناحية النظرية إعادة تدويرها واستخدامها في بطاريات جديدة، إلا أن إيجاد طريقة فعالة من حيث التكلفة لتحقيق ذلك لا يزال قيد البحث والدراسة,
### حل مبتكر لإعادة تدوير الليثيوم
وفقًا لموقع “tecxplore”، يعلق فريق من الكيميائيين في جامعة ويسكونسن ماديسون آمالًا كبيرة على إيجاد حل عملي، وقد بدأوا بالفعل خطوات جادة نحو تسجيل براءات اختراع والتواصل مع كبرى شركات صناعة السيارات العالمية,
### ريادة جامعة ويسكونسن ماديسون في إعادة تدوير البطاريات
يقود هذا المشروع المبتكر كيونج شين تشوي، أستاذ الكيمياء في جامعة ويسكونسن ماديسون والخبير في تطوير العمليات الكهروكيميائية المتنوعة، وفي هذا السياق، نجح تشوي وفريقه في إثبات إمكانية استخدام الكيمياء الكهروكيميائية لاستخلاص الليثيوم من بطاريات فوسفات الليثيوم والحديد المستهلكة (LFP)، وهي البطاريات التي تعتمدها كبرى شركات تصنيع السيارات الكهربائية مثل تسلا وبي واي دي الصينية على نطاق واسع,
### مزايا وعيوب بطاريات LFP
تتنوع بطاريات السيارات الكهربائية القائمة على الليثيوم في أنواعها وتركيباتها، وعلى الرغم من أن بطاريات LFP تتميز بكثافة طاقة أقل مقارنة بالبطاريات التي تعتمد على عناصر مثل النيكل والمنغنيز والكوبالت، إلا أنها تعتبر خيارًا اقتصاديًا وأكثر أمانًا، في المقابل، فإن قيمة الحديد والفوسفات الموجودة في بطاريات LFP لا تضاهي قيمة النيكل أو الكوبالت، مما يقلل من جاذبيتها من ناحية إعادة التدوير,
### التحديات الاقتصادية لإعادة تدوير بطاريات LFP
يؤكد تشوي على أنه “في الوقت الحالي، لا توجد طريقة مجدية اقتصاديًا لاستعادة الليثيوم من بطاريات LFP المستهلكة، على الرغم من تزايد الإقبال عليها في السوق”، مشيرًا إلى أن استخراج الليثيوم من المناجم أو رواسب المحلول الملحي ينطوي على تبعات بيئية سلبية، حتى لو كان أقل تكلفة من إعادة التدوير,
### الحاجة إلى حلول مستدامة
ويضيف تشوي: “إن الوصول إلى مصادر الليثيوم الطبيعية محدود، لذلك نحن بحاجة إلى طريقة مبتكرة تجعل استعادة الليثيوم من بطاريات LFP المستهلكة أمرًا ممكنًا تجاريًا، وذلك لدعم اقتصاد بطاريات دائري وتنافسي”,
### لوائح الاتحاد الأوروبي الجديدة
لقد أصبحت هذه المسألة أكثر إلحاحًا بالنسبة لشركات صناعة السيارات العالمية، خاصة بعد أن وضع الاتحاد الأوروبي قوانين جديدة تهدف إلى تقليل الأثر البيئي للبطاريات، فاعتبارًا من عام 2031، سيُطلب من بطاريات السيارات الكهربائية الجديدة التي تُباع في الاتحاد الأوروبي أن تتضمن حدًا أدنى من الليثيوم المعاد تدويره,
### عملية كهروكيميائية مبتكرة
قام تشوي بتطوير عملية كهروكيميائية من خطوتين لا تتطلب ظروفًا خاصة وتقلل من استخدام المواد الكيميائية والنفايات، ففي الخطوة الأولى، يتم ترشيح أيونات الليثيوم من بطاريات LFP المستهلكة واستخلاصها بشكل انتقائي بواسطة قطب تخزين أيونات الليثيوم، وفي الخطوة الثانية، تُطلق أيونات الليثيوم المستخلصة في محلول منفصل لاستعادتها كمواد كيميائية ليثيوم عالية النقاء,
### إثبات الجدوى والاهتمام الصناعي
لقد أثبت تشوي وفريقه فاعلية هذه العملية باستخدام بطارية LFP تجارية ومادة “الكتلة السوداء”، وهي مادة يتم إنتاجها صناعيًا بكميات كبيرة من بطاريات LFP المستهلكة، وقد شرحوا هذه العملية بالتفصيل في مقال نُشر في مجلة ACS Energy Letters، وقدموا براءة اختراع لها من خلال مؤسسة أبحاث خريجي ويسكونسن، وقد بدأ هذا العمل يجذب اهتمام مصنعي البطاريات وشركات صناعة السيارات الذين يبحثون عن طرق جديدة لتعزيز مرونة سوق البطاريات، ويبدون اهتمامًا كبيرًا بالجدوى التجارية لهذه العملية الكهروكيميائية,
### تطوير نموذج أولي للتسويق
يعمل فريق تشوي حاليًا على تطوير نموذج أولي لهذه التقنية، وذلك للإجابة على بعض الأسئلة الهامة المتعلقة بكيفية تسويق هذه العملية على نطاق واسع,