ค้นพบเทคนิคการรีไซเคิลแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าแบบใหม่ที่ยั่งยืนยิ่งขึ้น ซึ่งพัฒนาโดยทีมงานจากมหาวิทยาลัยโตรอนโต

ด้วยยอดขายรถยนต์ไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นทั่วโลก ความต้องการโลหะที่จำเป็นต่อเทคโนโลยีแบตเตอรี่ก็เพิ่มขึ้นอย่างมากเช่นกัน ศาสตราจารย์ Gisele Azimi จากห้องปฏิบัติการ University of Toronto Engineering for Strategic Materialsได้พัฒนาเทคนิคใหม่ที่สามารถช่วยรักษาความปลอดภัยในการจัดหาโลหะสำคัญโดยการปรับเปลี่ยนวิธีการรีไซเคิลแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าในปัจจุบัน

กระบวนการใหม่นี้ ซึ่งเสนอโดย Azimi และทีมงานของเธอ เป็นวิธีที่ยั่งยืนมากขึ้นในการขุดหาแร่ธาตุที่สำคัญ เช่น ลิเธียม โคบอลต์ นิกเกิล และแมงกานีส ทีมงานจะรีไซเคิลโลหะเหล่านี้จากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่หมดอายุการใช้งานแล้ว

เทคนิคใหม่แตกต่างจากวิธีการรีไซเคิลแบตเตอรี่ทั่วไปอย่างไร?

ผู้สมัครระดับปริญญาเอก Jiakai (Kevin) Zhang ผู้เขียนนำในบทความฉบับใหม่ที่ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ในResources, Conservation and Recycling อธิบายว่ากระบวนการทั่วไปสำหรับการรีไซเคิลแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้านั้นใช้พลังงานอย่างมาก หนึ่งในกระบวนการนี้ใช้ไพโรเมทัลโลจีซึ่งใช้อุณหภูมิสูงและปล่อยก๊าซเรือนกระจก อีกกระบวนการหนึ่งใช้ไฮโดรโลหะวิทยาซึ่งใช้กรดและตัวรีดิวซ์สำหรับการสกัด การผลิตน้ำเสียที่ต้องผ่านกระบวนการและการจัดการ

เทคนิคการรีไซเคิลแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าแบบใหม่ใช้การสกัดของเหลววิกฤตยิ่งยวดเพื่อนำโลหะกลับมาใช้ใหม่ เทคนิคนี้แยกส่วนประกอบออกจากกันโดยใช้ตัวทำละลายสำหรับการสกัดที่อุณหภูมิและความดันเหนือจุดวิกฤต นี่คือจุดที่ตัวทำละลายใช้คุณสมบัติของทั้งของเหลวและก๊าซ

จากนั้น Zhang ก็ใช้คาร์บอนไดออกไซด์เป็นตัวทำละลายในการนำโลหะกลับมา ซึ่งถูกนำเข้าสู่สภาวะวิกฤตยิ่งยวดโดยการเพิ่มอุณหภูมิที่สูงกว่า 31°C และความดันสูงถึง 7 เมกะปาสกาล

ข้อดีของเทคนิคการรีไซเคิลแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าแบบใหม่

กระบวนการใหม่นี้สอดคล้องกับประสิทธิภาพการสกัดลิเธียม นิกเกิล โคบอลต์ และแมงกานีสถึง 90% เมื่อเทียบกับกระบวนการทั่วไป Azimi และทีมของเธอยังแสดงให้เห็นว่าเทคนิคการรีไซเคิลแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าของพวกเขาใช้สารเคมีน้อยลงและสร้างของเสียทุติยภูมิน้อยลงอย่างมาก ในวิธีการใหม่นี้ แหล่งพลังงานหลักที่ปล่อยออกมามาจากการบีบอัดคาร์บอนไดออกไซด์

Azimi กล่าวว่า: “ข้อดีของวิธีการของเราคือ เราใช้คาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศเป็นตัวทำละลายแทนกรดหรือเบสที่อันตรายสูง

“คาร์บอนไดออกไซด์มีอยู่มากมาย ราคาถูก และเฉื่อย และยังง่ายต่อการจัดการ ระบายออก และรีไซเคิลอีกด้วย”

การสกัดของเหลววิกฤตยิ่งยวดไม่ใช่กระบวนการใหม่ นับตั้งแต่ทศวรรษ 1970 มีการใช้เพื่อสกัดคาเฟอีนจากเมล็ดกาแฟ ทีมงานได้ใช้การวิจัยก่อนหน้านี้เกี่ยวกับกระบวนการนี้ในการกู้คืนธาตุหายากจากแบตเตอรี่นิกเกิล-เมทัล-ไฮไดรด์

อย่างไรก็ตาม นี่เป็นครั้งแรกที่ใช้กระบวนการนี้ในการกู้คืนโลหะจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

“เราเชื่อในความสำเร็จและประโยชน์ของกระบวนการนี้จริงๆ” Azimi กล่าว

ขั้นตอนต่อไป

“ขณะนี้เรากำลังมุ่งสู่การค้าวิธีการนี้เพื่อเพิ่มระดับความพร้อมด้านเทคโนโลยี ขั้นตอนต่อไปของเราคือการทำให้เป็นหุ้นส่วนเพื่อสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกในการรีไซเคิลระดับอุตสาหกรรมสำหรับทรัพยากรทุติยภูมิ หากเปิดใช้งานจะเป็นตัวเปลี่ยนเกมครั้งใหญ่

“ถ้าเรารีไซเคิลแบตเตอรี่ที่มีอยู่ เราสามารถรักษาห่วงโซ่อุปทานที่มีข้อจำกัดและช่วยลดค่าใช้จ่ายของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า ทำให้ยานพาหนะมีราคาไม่แพงมากขึ้น”

แคนาดามุ่งมั่นที่จะบรรลุเป้าหมายบังคับซึ่งกำหนดให้รถยนต์ที่ใช้งานเบาและรถบรรทุกนั่งส่วนบุคคลใหม่ 100% ที่จำหน่ายในประเทศเป็นไฟฟ้าทั้งหมดภายในปี 2035 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเป้าหมายของแคนาดาในการปล่อยมลพิษให้เป็นศูนย์ภายในปี 2050

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ ประเทศจำเป็นต้องเพิ่มอุปทานโลหะสำคัญซึ่งมีต้นทุนสูงอยู่แล้ว

“เรากำลังจะถึงจุดที่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจำนวนมากกำลังจะหมดอายุการใช้งาน” Azimi กล่าว

“แบตเตอรี่เหล่านี้ยังมีองค์ประกอบที่น่าสนใจมากมาย และสามารถเป็นแหล่งทรัพยากรที่สำคัญสำหรับการกู้คืน”

การรีไซเคิลแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าทำให้สามารถจัดหาวัสดุที่สำคัญเหล่านี้ได้ในต้นทุนที่ต่ำลง และความจำเป็นในการขุดแร่ดิบซึ่งมาพร้อมกับข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อมและจริยธรรมก็ลดลง

อายุขัยของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าในปัจจุบันอยู่ระหว่าง 10 ถึง 20 ปี แต่ผู้ผลิตรถยนต์ส่วนใหญ่ให้การรับประกันเพียงแปดปีหรือ 160,000 กม. เมื่อแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าหมดอายุการใช้งาน สามารถนำโลหะกลับมาใช้ใหม่ได้ด้วยการรีไซเคิล ปัจจุบันสิ่งนี้ไม่เกิดขึ้น เนื่องจากแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าจำนวนมากถูกทิ้งอย่างไม่เหมาะสม และจบลงในหลุมฝังกลบ

“หากเราเก็บแบตเตอรี่ลิเธียม โคบอลต์ และนิกเกิลสำหรับแบตเตอรี่ไว้ แล้วจึงนำไปฝังกลบเมื่อหมดอายุการใช้งาน จะมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในทางลบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากเกิดการชะล้างอิเล็กโทรไลต์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและทำให้ระบบน้ำบาดาลปนเปื้อน” จางกล่าว

เทคโนโลยีการรีไซเคิลแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าใหม่ของทีมจึงเป็นวิธีที่ยั่งยืนมากขึ้นในการกู้คืนโลหะ ต่อมาก็ช่วยการปฏิวัติรถยนต์ไฟฟ้า และการเปลี่ยนผ่านไปสู่พลังงานสะอาดทั่วโลก.

ที่มา: innovationnewsnetwork

ข่าวอื่นที่น่าสนใจ

ค่ำนี้!...คนกรุงริมแม่น้ำเจ้าพระยานอกคันกั้นน้ำรีบยกของขึ้นที่สูง น้ำทะเลหนุนเจ้าพระยา
https://www.thaiquote.org/content/248412

เรโนลต์และนิสสันยืนยันการเจรจาเกี่ยวกับอนาคตของการผลิตรถยนต์ EV ร่วมกัน
https://www.thaiquote.org/content/248402

นวัตกรรม ‘DRAG KOOLER’ แผ่นเช็ดตัวสมุนไพร ตัวช่วยลดไข้เด็ก
https://www.thaiquote.org/content/248411