1. בעיות זיהום לאחר מיחזור פוספט ליתיום ברזל
שוק מיחזור סוללות החשמל הוא עצום, ולפי מוסדות מחקר רלוונטיים, סך צבירת סוללות החשמל בסין צפוי להגיע ל-137.4MWh עד 2025.
לְקִיחָה סוללות ליתיום ברזל פוספטכדוגמה, קיימות בעיקר שתי דרכים למיחזור וניצול של סוללות צריכת חשמל שיצאו משימוש: האחת היא ניצול מפל, והשנייה היא פירוק ומיחזור.
ניצול מפל מתייחס לשימוש בסוללות ליתיום ברזל פוספט עם קיבולת שנותרה בין 30% ל-80% לאחר פירוק ושילוב מחדש, והחלתם באזורים בעלי צפיפות אנרגיה נמוכה כגון אגירת אנרגיה.
פירוק ומיחזור, כפי שהשם מרמז, מתייחס לפירוק של סוללות ליתיום ברזל פוספט כאשר הקיבולת הנותרת היא פחות מ-30%, ולשחזור חומרי הגלם שלהן, כגון ליתיום, זרחן וברזל באלקטרודה החיובית.
פירוק ומיחזור של סוללות ליתיום-יון יכול להפחית את הכרייה של חומרי גלם חדשים כדי להגן על הסביבה וגם יש להם ערך כלכלי רב, להפחית מאוד את עלויות הכרייה, עלויות הייצור, עלויות העבודה ועלויות פריסת קו הייצור.
המוקד של פירוק ומחזור סוללות ליתיום-יון מורכב בעיקר מהשלבים הבאים: ראשית, איסוף וסיווג פסולת סוללות ליתיום, לאחר מכן פירוק הסוללות, ולבסוף הפרדה וזיקוק של המתכות.לאחר הניתוח ניתן להשתמש במתכות ובחומרים המשוחזרים לייצור סוללות חדשות או מוצרים אחרים, ולחסוך מאוד בעלויות.
עם זאת, כולל כעת קבוצה של חברות מיחזור סוללות, כגון Ningde Times Holding Co., Ltd. החברה הבת Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., כולן מתמודדות עם בעיה קוצנית: מיחזור סוללות יפיק תוצרי לוואי רעילים ויפלוט מזהמים מזיקים .השוק זקוק בדחיפות לטכנולוגיות חדשות כדי לשפר את הזיהום והרעילות של מיחזור סוללות.
2.LBNL מצא חומרים חדשים כדי לפתור את בעיות הזיהום לאחר מיחזור סוללות.
לאחרונה הודיעה המעבדה הלאומית לורנס ברקלי (LBNL) בארצות הברית כי מצאו חומר חדש שיכול למחזר פסולת של סוללות ליתיום-יון עם מים בלבד.
המעבדה הלאומית לורנס ברקלי הוקמה בשנת 1931 ומנוהלת על ידי אוניברסיטת קליפורניה עבור משרד המדע של משרד האנרגיה האמריקאי.הוא זכה ב-16 פרסי נובל.
החומר החדש שהומצא על ידי המעבדה הלאומית של לורנס ברקלי נקרא Quick-Release Binder.ניתן למחזר בקלות סוללות ליתיום-יון העשויות מחומר זה, ידידותיות לסביבה ואינן רעילות.רק צריך לפרק אותם ולהכניסם למים אלקליין, ולנער בעדינות כדי להפריד את האלמנטים הנדרשים.לאחר מכן, מתכות מסוננים מהמים ומייבשים.
בהשוואה למיחזור ליתיום-יון הנוכחי, הכולל גריסה וטחינת סוללות, ולאחר מכן בעירה לצורך הפרדת מתכת ואלמנטים, יש לו רעילות רצינית וביצועים סביבתיים גרועים.החומר החדש הוא כמו לילה ויום בהשוואה.
בסוף ספטמבר 2022, טכנולוגיה זו נבחרה כאחת מ-100 הטכנולוגיות המהפכניות שפותחו ברחבי העולם בשנת 2022 על ידי פרסי R&D 100.
כידוע, סוללות ליתיום-יון מורכבות מאלקטרודות חיוביות ושליליות, מפריד, אלקטרוליט וחומרים מבניים, אך לא ידוע היטב כיצד מרכיבים אלו משולבים בסוללות ליתיום-יון.
בסוללות ליתיום-יון, חומר קריטי השומר על מבנה הסוללה הוא הדבק.
קלסר השחרור המהיר החדש שהתגלה על ידי חוקרי המעבדה הלאומית של לורנס ברקלי עשוי מחומצה פוליאקרילית (PAA) ופוליאתילן אימין (PEI), המחוברים בקשרים בין אטומי חנקן בעלי מטען חיובי ב-PEI ואטומי חמצן בעלי מטען שלילי ב-PAA.
כאשר קלסר Quick-Release ממוקם במים אלקליים המכילים נתרן הידרוקסיד (Na+OH-), יוני הנתרן נכנסים לפתע לאתר ההדבקה ומפרידים בין שני הפולימרים.הפולימרים המופרדים מתמוססים בנוזל, ומשחררים את כל רכיבי האלקטרודה המוטבעים.
במונחים של עלות, כאשר משתמשים בו לייצור אלקטרודות חיוביות ושליליות של סוללת ליתיום, המחיר של דבק זה הוא כעשירית משתי השיטות הנפוצות ביותר.
זמן פרסום: 25 באפריל 2023