Stenford Universitetinin Nature Communications -da dərc olunan yeni həyat dövrü təhlilinə görə, kritik metallarını bərpa etmək üçün litium-ion batareyaları təkrar emal etmək, bakirə metalların çıxarılması ilə müqayisədə ətraf mühitə daha az təsir göstərir . Geniş miqyasda təkrar emal həm də kritik batareya minerallarının uzunmüddətli tədarük etibarsızlığını – fiziki və geosiyasi baxımdan aradan qaldırmağa kömək edə bilər.

Litium-ion batareyaları təkrar emal edənlər iki əsas cərəyandan material alır: batareya istehsalçılarının qüsurlu hurda materialı və əsasən iş yerlərindən toplanan “ölü” batareyalar. Təkrar emal prosesi bu mənbələrdən litium, nikel, kobalt, mis, manqan və alüminium çıxarır.

Tədqiqat bu təkrar emal prosesinin ətraf mühitə təsirini ölçdü və onun bu metalların adi hasilatı və təmizlənməsi zamanı istixana qazlarının (İQ) yarısından azını buraxdığını və yeni metalların çıxarılması zamanı suyun və enerjinin təxminən dörddə birini istifadə etdiyini aşkar etdi. Tədqiq olunan təkrar emalın təqribən 90%-ni təşkil edən tullantı axınının ekoloji faydaları daha da böyükdür: mədənçıxarma və emal zamanı İXQ emissiyalarının 19%-i, sudan istifadənin 12%-i və enerjinin 11%-i. istifadə edin. Xüsusi olaraq ölçülməsə də, azaldılmış enerji istifadəsi də his və kükürd kimi daha az hava çirkləndiriciləri ilə əlaqələndirilir.

Mühəndislik fakültəsinin kimya mühəndisliyi kafedrasının dosenti William Tarpeh (BS ’12), “Bu araşdırma bizə ətraf mühitin faydalarını optimallaşdırmaq üçün batareyanın təkrar emalının gələcəyini dizayn edə biləcəyimizi söyləyir. Ssenari yaza bilərik” dedi. müəllif.

Yer, yer

Batareyanın təkrar emalının ətraf mühitə təsiri emal qurğusunun yerləşdiyi yerdən və elektrik mənbəyindən çox asılıdır.

“Kömürün yandırılması nəticəsində əldə edilən elektrik enerjisinə əsaslanan regionlarda akkumulyatorların təkrar emalı zavodu iqlim üstünlüyünün azaldığını görəcək”, – Ph.D Samantha Bunke bildirib. Stanford tələbəsi və tədqiqatın üç aparıcı müstəntiqindən biri.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=2793866484&adk=1121470953&adf=746485419&pi=t.ma~as.2793866484&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1738562910&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-02-recycling-lithium-ion-batteries-slashes.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xNjAiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90IEEoQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMi4wLjY4MzQuMTYwIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xNjAiXV0sMF0.&dt=1738562910450&bpp=1&bdt=112&idt=179&shv=r20250129&mjsv=m202501230101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1738562850%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1738562850%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3De43bb863646b60b8%3AT%3D1735367325%3ART%3D1738562850%3AS%3DAA-AfjbQoPwZqH28q9IwcCLRSzzg&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=2344464741598&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=1826&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95349949%2C31089910%2C42532524%2C95347433&oid=2&pvsid=2693893649864899&tmod=1462399094&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=185

“Digər tərəfdən, daha təmiz elektrik enerjisi olan bölgələrdə şirin su çatışmazlığı böyük narahatlıq doğurur” dedi Bunke.

Batareyanın təkrar emalı ilə bağlı tədqiqat məlumatlarının əksəriyyəti Şimali Amerikanın ən böyük sənaye miqyaslı litium-ion batareyalarının təkrar emalı müəssisəsi olan Nevadadakı Redwood Materials-dan əldə edilib və bu, ABŞ-ın qərbində hidroenergetika, geotermal və günəş enerjisi daxil olmaqla daha təmiz enerji qarışığından faydalanır.

Nəqliyyat da həlledici amildir. Məsələn, kobaltın çıxarılması və emalı sahəsində qlobal tədarükün 80%-i Konqo Demokratik Respublikasında hasil edilir. Daha sonra akkumulyatorlar üçün kobalt ehtiyatının 75%-i emalı üçün Çinə avtomobil yolu, dəmir yolu və dəniz yolu ilə gedir. Bu arada, litiumun qlobal tədarükünün böyük hissəsi Avstraliya və Çilidə hasil edilir. Bu tədarükün böyük hissəsi də Çinə doğru gedir. Batareyanın təkrar emalı üçün ekvivalent proses istifadə edilmiş batareyaları və qırıntıları toplamaqdır, sonra təkrar emalçıya daşınmalıdır.

“Biz müəyyən etdik ki, akkumulyatorda yalnız aktiv metalların adi hasilatı və emalı üçün ümumi daşınma məsafəsi orta hesabla təxminən 35.000 mil (57.000 kilometr) təşkil edir. Bu, dünyanı bir yarım dəfə dolaşmağa bənzəyir”, – Ph.D Michael Machala dedi. . ’17, həm də tədqiqatın aparıcı müəllifidir.

“Cib telefonunuzdan və ya EV-dən istifadə edilmiş batareyaların Kaliforniyadakı hipotetik zəriflik müəssisəsinə təxmini ümumi daşınması təxminən 140 mil (225 kilometr) idi” deyə o vaxt Stanford Precourt Enerji İnstitutunda postdoktora alimi olan Machala əlavə etdi. tədqiqat aparır və hazırda Toyota Tədqiqat İnstitutunun əməkdaşıdır. Bu məsafə ABŞ-ın təkrar emal edilə bilən çoxlu batareyaları arasında gələcək emal müəssisələri üçün nəzərdə tutulan optimal yerlərə əsaslanırdı.

Patent üstünlüyü

Redwood-un ətraf mühitlə bağlı nəticələri yeni yaranmaqda olan batareyanın təkrar emalı sənayesinin işlənmiş batareyaların təkrar emalı üzrə ümumi ekoloji göstəricilərini əks etdirmir. Əsas təmizlənmə mərhələsi olan adi pirometallurgiya çox enerji tələb edir, adətən 2550 dərəcə Fahrenheitdən (1400 dərəcə Selsi) çox temperatur tələb edir.

Redwood, lakin, əhəmiyyətli dərəcədə aşağı temperatur tələb edən, qalıq yanacaq istifadə etməyən və ənənəvi üsullardan daha çox litium verən “reduktiv kalsinasiya” adlı bir prosesi patentləşdirdi.

“Redwood-a bənzər digər pirometallurgiya prosesləri də orta temperaturda işləyən və qalıq yanacaqları yandırmayan laboratoriyalarda ortaya çıxır” dedi üçüncü aparıcı müəllif, tədqiqat zamanı Stanfordda postdoktorluq alimi və hazırda dosent Xi Chen Honq Konq Şəhər Universitetində.

“Hər dəfə araşdırmamız haqqında danışanda şirkətlər bizə suallar verir və tapdıqlarımızı daha səmərəli təcrübələrə daxil edirdilər” deyə Çen əlavə edib. “Bu araşdırma, yeni qurğular üçün yaxşı yerlərin seçilməsinin vacibliyi kimi, akkumulyatorun təkrar emalı şirkətlərinin miqyasını artıra bilər. Kaliforniyada mobil telefonlar və elektrikli avtomobillərdən qocalma litium-ion batareyaları üzərində monopoliya yoxdur.”

İrəliyə baxaraq

Baş müəllif Tarpehin sözlərinə görə, sənaye miqyasında batareyanın təkrar emalı artır, lakin kifayət qədər tez deyil.

“Növbəti onillikdə yeni kobalt, nikel və litium ehtiyatlarının tükənəcəyi proqnozlaşdırılır. Yəqin ki, bir müddət daha aşağı dərəcəli minerallar hasil edəcəyik, lakin 2050-ci il və o il üçün hədəflərimiz çox da uzaqda deyil. “dedi.

ABŞ hazırda mövcud litium-ion batareyaların təxminən 50%-ni təkrar emal etdiyi halda, onilliklər ərzində qurğuşun turşusu batareyalarının 99%-ni uğurla təkrar emal edib. İstifadə olunmuş litium-ion batareyalarında 10 dəfəyə qədər yüksək iqtisadi dəyərə malik materialların olduğunu nəzərə alsaq, bu fürsət əhəmiyyətlidir, Tarpeh dedi.

“İstifadə olunmuş batareyaların tədarükünün xeyli artdığı bir gələcək üçün biz bu gün toplanmasından ətraf mühitə minimal təsir göstərən yeni batareyaların emalına qədər təkrar emal sistemini dizayn etməli və hazırlamalıyıq” dedi. “Ümid edirəm ki, akkumulyator istehsalçıları gələcək dizaynlarında təkrar emala daha çox diqqət yetirəcəklər.”

Ətraflı məlumat: Michael L. Machala et al, Sənaye miqyaslı litium-ion batareyanın təkrar emalı və mədən tədarük zəncirlərinin həyat dövrü müqayisəsi, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-56063-x

Jurnal məlumatı: Nature Communications Stanford Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir