بحث حول إعادة تدوير البطاريات

بحث حول إعادة تدوير البطاريات

جزازات العشب أو السيارات الكهربائية أو الدراجات الإلكترونية أو البطاريات الكهروضوئية - تم الآن تجهيز العديد من الأجهزة التقنية ووسائل النقل ببطارية. يوضح المهندس المدني ميرل زورن: "هذه كميات هائلة من البطاريات والموارد التي سيتم إعادة تدويرها في المستقبل المنظور. ومع ذلك، لا توجد حتى الآن قدرة إعادة تدوير كافية لذلك". في قسم الهندسة المدنية في جامعة مونستر للعلوم التطبيقية، تقوم بالبحث حول كيفية إعادة تدوير البطاريات بشكل أكثر كفاءة. تم تضمين بحث Zorn في المشروع التعاوني DemoSens - رقمنة التفكيك الآلي والمعالجة الميكانيكية المدعومة بالمستشعر لبطاريات الليثيوم أيون لإعادة التدوير عالية الجودة. شركاء المشروع هم معاهد في جامعة RWTH Aachen. تقود المشروع سابين فلامي من معهد البنية التحتية والمياه والموارد والبيئة في جامعة مونستر للعلوم التطبيقية.

كتبت زورن بالفعل أطروحة الماجستير الخاصة بها في مشروع بحثي حول تفكيك حزم البطاريات من التنقل الإلكتروني. يقول مساعد البحث: "لا يزال يتم حاليًا تفكيك البطاريات يدويًا. ومع الكميات الكبيرة مما يسمى بالبطاريات المنتهية الصلاحية التي من المتوقع إنتاجها في المستقبل، لن يكون هذا الأمر في المتناول بعد الآن". لذلك، قامت في المشروع بتطوير نظام وضع العلامات بناءً على رمز الاستجابة السريعة، والذي يحتوي، من بين أشياء أخرى، على معلومات للتفكيك الآلي. نقطة شائكة أخرى في إعادة التدوير: تحتوي بطاريات الليثيوم أيون على مواد كاثودية مختلفة - وهي مكون أساسي لوظيفة البطارية - مثل النيكل والمنغنيز والكوبالت (NMC) أو فوسفات حديد الليثيوم (LFP). "إن معرفة هذه الفئة الفرعية أمر بالغ الأهمية لأنه لتحقيق كفاءة عالية، يجب أن تكون عملية إعادة التدوير مصممة بدقة لتناسب مادة الكاثود المعنية." ومع ذلك، لم يتم بعد ملاحظة المعلومات حول هذا الأمر على البطاريات. "ولذلك قمنا بدمج المعلومات حول جميع المواد الخام المستخدمة في مفهوم وضع العلامات." تعمل مفوضية الاتحاد الأوروبي حاليًا على وضع لائحة تتطلب من الشركات المصنعة تقديم هذا النوع من ملصقات المعلومات. يقدم مفهوم Zorn اقتراحات لتوسيع هذا الملصق بمعلومات للتفكيك الآلي.

تبحث خريجة FH حاليًا عن كيفية تحسين إنتاج محطات إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون وبالتالي جودة المواد المستردة. "نحن في جامعة مونستر للعلوم التطبيقية نركز على الاستخلاص المبكر والنقي للنحاس والألومنيوم، حيث لا يوجد سوى القليل من التركيز على هذا في الأبحاث الجارية في إعادة تدوير البطاريات." ويوجد المعدنان في أماكن مختلفة في بطارية السيارة الكهربائية. على سبيل المثال، يتم تطبيق مادة الكاثود على رقائق الألومنيوم ويتم تطبيق مادة الأنود على رقائق النحاس. غالبًا ما يكون غلاف البطاريات والخلايا مصنوعًا من الألومنيوم. تربط قضبان الموصلات النحاسية الخلايا وتنقل الكهرباء من البطارية إلى محرك السيارة. في عملية إعادة التدوير، كان النحاس والألمنيوم موجودين حتى الآن كخليط. وهذا يعني أنه عادة ما يتم فقدان الألومنيوم في عملية إعادة التدوير.