طريقة مبتكرة لإعادة تدوير الليثيوم بعد استخراجه من البطاريات المستهلكة

ظهور بطاريات الليثيوم أيون يعتبر حلا مبتكرا لتخزين الطاقة المتجددة ويخفف من أزمات الطاقة المستمرة والتلوث البيئي (شترستوك)

هناك دراسة حديثة قام بها باحثون صينيون من جامعة هواتشونغ للعلوم والتكنولوجيا ونُشرت في مجلة “إلزفير” في 27 فبراير/شباط الماضي، حيث نجحوا في استخراج الليثيوم النشط من بطاريات الليثيوم المستهلكة في عملية ترشيح كيميائي بسيطة وفعالة ومنخفضة في استهلاك الطاقة وفي درجة حرارة الغرفة.

لذا تضاعف الطلب على الليثيوم، وهو العنصر الأساسي في هذه البطاريات، ومع ذلك فإن عقبات استخراج الليثيوم من الأرض والبحر من حيث طبيعة أماكن الاستخراج وتقنيات الاستخراج المتأخرة والتلوث البيئي الناتج؛ تسببت بالكثير من المشكلات في توريد الكميات الكافية من الليثيوم.

وتشير التوقعات إلى أن كميات بطاريات الليثيوم أيون المستهلكة ستتجاوز 11 مليون طن بحلول عام 2030. وعدم الاستفادة من هذه البطاريات المستهلكة لا يؤدي إلى هدر كبير للموارد فحسب، بل يؤدي أيضا إلى عواقب بيئية كبيرة. ولهذه الأسباب فإن تطوير تقنيات لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم المستهلكة واستخدام الليثيوم الموجود بها لتصنيع بطاريات جديدة أمر مهم لتقليل الطلب على المواد الخام وكذلك للحفاظ على البيئة.

وأهم طريقة سائدة لإعادة تدوير البطاريات المستهلكة في الوقت الحالي هي الطريقة الحرارية التقليدية لاستخلاص المعادن من الماء، والتي تستخدمها العديد من الشركات على نطاق واسع بسبب ملاءمتها الكبيرة للتطبيق.

أما الطريقة التي تقدمها الدراسة الجديدة تقوم على إعادة التدوير المباشر لليثيوم النشط من البطاريات المستهلكة بخطوة واحدة وفي ظروف درجة الحرارة المحيطة، ويمكن بعدها استخدام الليثيوم المستخرج في تصنيع بطاريات جديدة. وهذه الطريقة آمنة بيئيا وتحقق كفاءة استخلاص تتجاوز 93%. وتُجرى هذه العملية باستخدام محلول يحتوي كواشف من “الهيدروكربونات العطرية” متعددة الحلقات ومذيبات الأثير.

ولاختيار الكاشف الأمثل المناسب للاستخراج فحص الباحثون سلسلة من الكواشف ذات إمكانات الأكسدة والاختزال المختلفة ومدى ذوبانها بناء على الخصائص الهيكلية الجزيئية، ودرسوا آليات ربطها بالليثيوم.

تعمل طريقة استخراج الليثيوم ضمن نظام حلقة مغلقة، مما يقلل من احتمالية التلوث البيئي

كما تتمتع هذه التقنية بفوائد اقتصادية جيدة وآفاق عملية، ومن المتوقع أن تعزز التنمية المستدامة لبطاريات الليثيوم أيون