تقرير يكشف عن إمكانية إعادة تدوير الليثيوم من بطاريات السيارات الكهربائية القديمة بتكلفة منخفضة
يدرس المعنيون في صناعة السيارات كيفية التعامل مع ملايين البطاريات المستخدمة في السيارات الكهربائية بعد انتهاء عمرها الافتراضي، تحتوي هذه البطاريات على ليثيوم يمكن إعادة تدويره واستخدامه في تصنيع بطاريات جديدة، غير أن إيجاد طريقة فعّالة من حيث التكلفة لتحقيق ذلك يتطلب مزيد من الأبحاث والدراسات حول الموضوع، وهي خطوة مهمة نحو تحقيق الاستدامة البيئية.
فريق من الكيميائيين في جامعة ويسكونسن ماديسون يسعى لمعالجة هذه القضية، حيث بدأوا بتسجيل براءات اختراع والتواصل مع الشركات الكبرى في صناعة السيارات، يأمل هؤلاء العلماء في تقديم حلول مستدامة وقابلة للتطبيق من أجل إعادة تدوير الليثيوم، مما يعزز من استقلالية استخدام الموارد ويسهم في تقليل الأثر البيئي.
تشغل كيونج شين تشوي منصب أستاذ الكيمياء في جامعة ويسكونسن ماديسون، وقد قاد هذا المشروع. يتخصص تشوي في تطوير عمليات كهروكيميائية مختلفة، وقد أثبت وزملاؤه قدرة الكيمياء الكهروكيميائية على استخراج الليثيوم من بطاريات فوسفات الليثيوم والحديد، وقد اعتمدت كبريات الشركات مثل تسلا وبي واي دي هذه البطاريات على نطاق واسع في تصنيعها.
تتوفر البطاريات الكهربائية القائمة على الليثيوم بأنواع متنوعة، تتميز بطاريات LFP بأنها أرخص وأعلى أمانًا رغم انخفاض كثافتها الطاقة، ومع ذلك فإن القيم الاقتصادية للمواد الأخرى مثل الحديد والفوسفات تجعل من هذه البطاريات أقل جاذبية من منظور إعادة التدوير، وبالتالي تحتاج إلى استراتيجيات مبتكرة لتحقيق الاستفادة.
علق تشوي على الوضع الحالي بقوله إنه لا يوجد حل اقتصادي فعّال لاستعادة الليثيوم من بطاريات LFP المستهلكة، رغم اتجاه السوق نحو استخدامها، وأكد أن استخراج الليثيوم من المناجم له آثار سلبية على البيئة، وهو ما يتطلب إيجاد طرق إعادة تدوير أكثر فعالية لتقليل ذلك التأثير.
تحظى هذه المسألة باهتمام متزايد من شركات السيارات، خاصة بعد أن أعلنت الهيئة الأوروبية عن لوائح جديدة تتعلق بالبطاريات وتضمنت ضرورة وجود نسبة مئوية من الليثيوم المعاد تدويره في السيارات الكهربائية بدايةً من عام 2031، مما يعني ضرورة تكثيف الجهود البحثية والعلمية لمواجهة هذا التحدي.
طور تشوي فريق عمله عملية كهروكيميائية مكونة من خطوتين لا تتطلب ظواهر خاصة وتقلل من المدخلات الكيميائية والنفايات، في الخطوة الأولى يتم استخراج أيونات الليثيوم من البطاريات ثم يتم تخزينها بشكل انتقائي، وفي الثانية تعود أيونات الليثيوم إلى محلول منفصل مانحةً مواد كيميائية نقية من الليثيوم.
أثبت الفريق العلمي جدوى هذه العملية من خلال استخدام كل من بطارية LFP التجارية والكتلة السوداء المنتجة من بطاريات LFP المستهلكة، وقد تناولوا تفاصيل هذه العملية في مقال نشر في مجلة ACS Energy Letters، كما قاموا بتسجيل براءة اختراع لها، مما جذب انتباه شركات تصنيع البطاريات في سعيهم لتعزيز مرونة السوق.
يعمل فريق تشوي الآن على تطوير نموذج أولي للتقنية، وهو خطوة ضرورية للإجابة عن تساؤلات حول كيفية تسويق هذا الابتكار، ويأملون في أن تسهم جهودهم في تحسين الكفاءة الاقتصادية لهذا الأمر، مما يزيد من فرص استخدام الليثيوم المعاد تدويره مستقبلاً.
