Bateriile cu litiu con\u021bin elemente pre\u021bioase, precum cobaltul \u0219i nichelul, pe care produc\u0103torii doresc s\u0103 le recicleze pentru a le reutiliza, \u00eentruc\u00e2t acest lucru reduce necesarul de extrac\u021bie \u0219i prelucrare, diminu\u00e2nd astfel costurile \u0219i emisiile.<\/p>\n
Unele companii se ocup\u0103 deja de reciclarea bateriilor. De obicei, acestea m\u0103run\u021besc bateriile uzate p\u00e2n\u0103 se ob\u021bine o mas\u0103 neagr\u0103, pe care apoi o topesc sau o dizolv\u0103 pentru a extrage metalele din ea.<\/p>\n
Pe m\u0103sur\u0103 ce bateriile cu litiu au devenit din ce \u00een ce mai r\u0103sp\u00e2ndite \u00een tehnologiile moderne, reciclarea acestora a crescut \u0219i ea. Acest lucru este deosebit de important, av\u00e2nd \u00een vedere c\u0103 componentele lor sunt extrem de valoroase \u0219i limitate. Reciclarea celulelor bateriilor cu litiu contribuie la reducerea de\u0219eurilor, conserv\u00e2nd \u00een acela\u0219i timp energia care, altfel, ar fi fost consumat\u0103 pentru producerea unor baterii noi; \u00een plus, reciclarea ne permite s\u0103 reutiliz\u0103m materii prime valoroase, reduc\u00e2nd astfel cererea de materii prime noi.<\/p>\n
O metod\u0103 de reciclare a bateriilor implic\u0103 zdrobirea mecanic\u0103. Acest proces seam\u0103n\u0103 cu activitatea minier\u0103, \u00een cadrul c\u0103reia materiile prime sunt sparte \u00een buc\u0103\u021bi mici pentru prelucrarea ulterioar\u0103; acest lucru se poate realiza fie manual, fie cu ajutorul unor utilaje specializate. Odat\u0103 zdrobite, fragmentele rezultate din reciclarea bateriilor pot fi supuse unor procese de separare chimic\u0103, separare mecanic\u0103 \u0219i\/sau topire, \u00eenainte de a fi repuse \u00een circula\u021bie.<\/p>\n
M\u0103cinarea reprezint\u0103 o etap\u0103 esen\u021bial\u0103 a procesului de reciclare a bateriilor litiu-ion \u0219i poate fi realizat\u0103 prin metode de m\u0103cinare umed\u0103 sau uscat\u0103. M\u0103cinarea umed\u0103 se poate dovedi mai dificil\u0103, deoarece umiditatea determin\u0103 componentele diverse s\u0103 se lipeasc\u0103 \u00eentre ele mai str\u00e2ns dec\u00e2t ar fi de dorit, \u00een timp ce m\u0103cinarea uscat\u0103 permite punerea \u00een eviden\u021b\u0103 a caracteristicilor de m\u0103cinare selectiv\u0103 ale bateriilor cu litiu uzate, eliber\u00e2nd materialele active ale catodului de pe folia de aluminiu a colectorului, pentru a facilita procesele ulterioare de recuperare.<\/p>\n
Sortarea este un alt element cheie al procesului de reciclare a bateriilor. Sortarea poate contribui la \u00eendep\u0103rtarea unor componente din plastic prezente \u00een interiorul bateriilor, izol\u00e2nd \u00een acela\u0219i timp componentele metalice; astfel, primele pot fi reutilizate, iar cele din urm\u0103 pot fi folosite la fabricarea unor baterii noi cu litiu. Sortarea se realizeaz\u0103 adesea cu ajutorul magne\u021bilor, care ajut\u0103 la separarea p\u0103r\u021bilor individuale din baterii.<\/p>\n
Ca parte a etapei finale a procesului de reciclare a bateriilor, are loc separarea mecanic\u0103. Aceasta include cernerea cu aer, zdrobirea \u0219i cernerea. Aceast\u0103 metod\u0103 prezint\u0103 numeroase avantaje, cum ar fi evitarea temperaturilor ridicate, precum \u0219i recuperarea unora dintre cele mai scumpe componente ale bateriilor, precum nichelul \u0219i cobaltul.<\/p>\n
\u00cen majoritatea instala\u021biilor de reciclare a bateriilor cu litiu, celulele uzate sunt mai \u00eent\u00e2i sortate \u00een func\u021bie de caracteristicile lor chimice \u0219i fizice, \u00eenainte de a fi trimise c\u0103tre o instala\u021bie de prelucrare hidrometalurgic\u0103 pentru recuperarea metalelor sub form\u0103 ionic\u0103 din masa neagr\u0103 a materialelor catodice \u0219i a anodilor de grafit. Metalele sunt separate cu ajutorul unor acizi puternici sau agen\u021bi oxidan\u021bi, transform\u00e2ndu-se \u00een oxizi, sulfa\u021bi sau hidroxizi, care sunt ulterior rev\u00e2ndute produc\u0103torilor pentru a fi reutilizate \u00een baterii noi.<\/p>\n
Unele \u00eentreprinderi de reciclare a bateriilor utilizeaz\u0103, de asemenea, procesul cunoscut sub denumirea de \u201cpirometalurgie\u201d. Acesta presupune \u00eenc\u0103lzirea bateriilor uzate \u00eentr-un cuptor la 1.500 \u00b0C timp de trei p\u00e2n\u0103 la patru ore, pentru a arde cea mai mare parte a materialelor pe baz\u0103 de carbon \u0219i a produce aliaje metalice mixte \u0219i zgur\u0103 compus\u0103 din cupru, nichel, aluminiu, mangan \u0219i cobalt. Din p\u0103cate, aceast\u0103 metod\u0103 necesit\u0103 un consum semnificativ de energie, recuper\u00e2nd \u00een acela\u0219i timp doar un procent mic din metalele valoroase con\u021binute de baterii.<\/p>\n
Hidrometalurgia reprezint\u0103 o abordare inovatoare \u00een domeniul recicl\u0103rii bateriilor, care utilizeaz\u0103 apa \u00een locul temperaturilor ridicate pentru a reduce dimensiunile ionilor metalici prin dizolvarea acestora \u00een acid, urmat\u0103 de extragerea lor din solu\u021bie. Hidrometalurgia prezint\u0103 numeroase avantaje atunci c\u00e2nd este utilizat\u0103 \u00een procesul de reciclare a bateriilor \u2013 consumul de energie este mai redus \u00een compara\u021bie at\u00e2t cu pirometalurgia, c\u00e2t \u0219i cu metodele de zdrobire mecanic\u0103, iar aceast\u0103 tehnologie este adecvat\u0103 pentru practic orice tip de celul\u0103 sau compozi\u021bie chimic\u0103.<\/p>\n
Northvolt \u0219i Redwood Materials au str\u00e2ns miliarde de la investitori at\u00e2t publici, c\u00e2t \u0219i priva\u021bi pentru a construi mari fabrici de reciclare a bateriilor \u00een Nevada \u0219i \u00een Europa, nu doar \u00een scopul ob\u021binerii de profit, ci \u0219i pentru a minimiza impactul asupra mediului prin reducerea emisiilor de carbon, precum \u0219i prin reducerea costurilor \u00een cadrul proceselor de recuperare.<\/p>\n
Biolixivierea, care utilizeaz\u0103 produsele metabolice ale microorganismelor pentru a dizolva de\u0219eurile provenite din baterii, reprezint\u0103 o alt\u0103 abordare promi\u021b\u0103toare at\u00e2t pentru reducerea costurilor, c\u00e2t \u0219i pentru cre\u0219terea ratelor de recuperare. Cercet\u0103torii de la Universitatea din California au utilizat bacteriile chemolitotrofe Acidithiobacillus ferrooxidans pentru a extrage materialul catodic LiCoO\u2082 uzat din bateriile cu litiu; testele lor au ar\u0103tat c\u0103 acestea au produs acid sulfuric \u0219i ioni de fier, care au putut fi apoi extra\u0219i din de\u0219euri \u00een scopul recuper\u0103rii.<\/p>\n
Levigatul, procesul prin care apa de ploaie se filtreaz\u0103 prin de\u0219euri \u0219i acidific\u0103 solul, otr\u0103vind flora \u0219i polu\u00e2nd apele subterane, trebuie prevenit \u00een timpul recicl\u0103rii bateriilor; pentru a reu\u0219i acest lucru, firmele de reciclare trebuie s\u0103 se asigure c\u0103 bateriile au fost complet desc\u0103rcate \u00eenainte de a intra \u00een procesul de reciclare; \u00een caz contrar, substan\u021bele chimice \u0219i metalele con\u021binute \u00een celulele acestora pot ajunge \u00een mediu \u0219i pot pune \u00een pericol flora \u0219i resursele de ap\u0103. Pentru a combate efectele levigatului, firmele de reciclare trebuie s\u0103 se asigure c\u0103 bateriile au fost complet desc\u0103rcate \u00eenainte de a fi reciclate; \u00een caz contrar, substan\u021bele chimice \u0219i metalele ar putea s\u0103 se scurg\u0103 din celule \u0219i s\u0103 polueze at\u00e2t ecosistemele, c\u00e2t \u0219i sursele de ap\u0103 subteran\u0103. Pentru a \u00eempiedica apari\u021bia levigatului, operatorii de reciclare trebuie s\u0103 se asigure c\u0103 bateriile au fost complet desc\u0103rcate \u00eenainte de a intra \u00een procesele de reciclare, pentru a minimiza impactul negativ asupra mediului \u0219i a garanta c\u0103 nu apar riscuri ecologice \u00een timpul proceselor de reciclare \u2013 \u00een caz contrar, substan\u021bele chimice con\u021binute \u00een celule se pot scurge \u00een mediu prin scurgeri \u00een cursurile de ap\u0103, provoc\u00e2nd efectele levigatului, otr\u0103vind flora \u0219i polu\u00e2nd apele subterane prin scurgerea \u00een sursele de ap\u0103 subteran\u0103 sau prin filtrarea apei de ploaie prin de\u0219euri, ceea ce acidific\u0103 solul \u0219i polueaz\u0103 apele subterane, otr\u0103vind astfel flora \u0219i polu\u00e2nd apele subterane prin de\u0219euri filtrate de apa de ploaie care se infiltreaz\u0103 \u00een apele subterane-poluarea \u0219i acidificarea solului; pentru a controla complet aceast\u0103 problem\u0103, desc\u0103rcarea trebuie s\u0103 se fac\u0103 \u00eenainte de intrarea \u00een procesul de reciclare; \u00een caz contrar, metalele posibil otr\u0103vitoare din interior se pot scurge \u00een mediu prin celule, ajung\u00e2nd \u00een mediu prin scurgeri din celule \u00een sursele de ap\u0103 subteran\u0103 sau chiar mai r\u0103u! Pentru a combate acest fenomen, procesul de reciclare trebuie s\u0103 asigure desc\u0103rcarea complet\u0103 a bateriilor \u00eenainte de a intra \u00een procesul de reciclare, pentru a minimiza scurgerile \u00een sursele de ap\u0103 subteran\u0103; sursele de ap\u0103 subteran\u0103 otr\u0103vitoare o polueaz\u0103 astfel \u00eenainte de a acidifica sursele de ap\u0103 subteran\u0103, otr\u0103vind sursele de alimentare cu ap\u0103 subteran\u0103; a\u0219adar, bateriile reciclate trebuie s\u0103 fie tratate pentru a preveni contaminarea apelor subterane \u00een timpul transportului c\u0103tre sursele de ap\u0103 subteran\u0103, scurgerile fiind degradate \u00eenainte ca sursele de ap\u0103 subteran\u0103 s\u0103 fie acidificate, \u00eenainte de a intra \u00eentr-un alt proces de reciclare; astfel, daunele aduse mediului \u00een acest mod, provenite din interiorul celulelor \u00eenainte de a intra \u00een procesul de reciclare, pot duce la scurgeri \u00een sursele de ap\u0103 subteran\u0103, deoarece substan\u021bele chimice \u0219i metalele se scurg \u00een mediu din cauza scurgerilor \u00eenainte de a intra \u00een procesul de reciclare; pentru a asigura c\u0103 bateriile sunt complet desc\u0103rcate \u00eenainte de a intra \u00een procesele de reciclare; \u00een caz contrar, scurgerile ar avea loc, deoarece, altfel, substan\u021bele chimice \u0219i metalele s-ar scurge \u00een mediu din cauza scurgerilor; \u00eenainte de a intra \u00een instala\u021biile de reciclare, trebuie asigurat\u0103 protec\u021bia mediului, iar dup\u0103 intrarea \u00een acestea, instala\u021biile de reciclare trebuie s\u0103 se asigure c\u0103 se previn scurgerile, deoarece, \u00een caz contrar, scurgerile din celule ar putea permite scurgerea prin aceast\u0103 cale sau ar putea duce la scurgeri spre.<\/p>\n
Hidrometalurgia, principala metod\u0103 de reciclare a bateriilor, implic\u0103 dezasamblarea, m\u0103run\u021birea \u0219i topirea sau dizolvarea materialelor la temperaturi ridicate, \u00een vederea ob\u021binerii unei mase negre sub form\u0103 de pulbere, compus\u0103 din metale catodice (nichel, mangan \u0219i cobalt) amestecate cu hidroxid sau carbonat de litiu, care poate fi apoi utilizat\u0103 pentru producerea de baterii litiu-ion noi sau v\u00e2ndut\u0103 ca materie prim\u0103 altor produc\u0103tori de baterii.<\/p>\n
Companiile de reciclare recunosc c\u0103 reciclarea bateriilor este costisitoare \u0219i consum\u0103 mult\u0103 energie, a\u0219a c\u0103, pentru a reduce impactul asupra mediului, au dezvoltat tehnici inovatoare menite s\u0103 sporeasc\u0103 rentabilitatea procesului. Unii au dezvoltat abord\u0103ri mai sofisticate, bazate pe reac\u021bii chimice \u00een locul temperaturilor ridicate, pentru a recupera metalele catodice; acest lucru le permite firmelor de reciclare s\u0103 utilizeze diverse compozi\u021bii chimice ale bateriilor, evit\u00e2nd \u00een acela\u0219i timp costurile asociate topirii sau dizolv\u0103rii materialelor \u00een lichid.<\/p>\n
Northvolt, un operator suedez de instala\u021bii de reciclare a bateriilor, a \u00eenfiin\u021bat cu succes o unitate de reciclare \u00een Skelleftea \u0219i va deschide o alt\u0103 unitate \u00een apropierea fabricii sale de produc\u021bie din Quebec \u00een 2024, utiliz\u00e2nd tehnologia Revolt Ett \u2013 care transform\u0103 sulfa\u021bii de nichel, mangan \u0219i cobalt \u00een hidroxizi prin procese hidrometalurgice; apoi, aceste materiale reciclate pot fi utilizate fie pentru fabricarea noilor baterii ale Northvolt, fie v\u00e2ndute altor produc\u0103tori de baterii \u00een scopul recicl\u0103rii.<\/p>\n
Unitatea Revolt Ett a companiei Northvolt poate prelucra majoritatea compozi\u021biilor chimice ale bateriilor, concentr\u00e2ndu-se \u00een principal pe cele care con\u021bin nichel \u0219i cobalt, deoarece aceste materiale sunt mai greu de procurat dec\u00e2t ionii de litiu utiliza\u021bi \u00een baterii. Northvolt lucreaz\u0103 la alte metode care \u00eei vor permite s\u0103 recicleze \u00een mod eficient mai multe componente ale bateriilor \u2013 precum carcasele din polimer \u0219i anozii.<\/p>\n
Cercet\u0103torii au \u00eenregistrat, de asemenea, progrese \u00een ceea ce prive\u0219te recondi\u021bionarea catodelor, cristalul delicat care asigur\u0103 bateriilor tensiunea necesar\u0103. Un studiu publicat \u00een revista \u201eJoule\u201d a ar\u0103tat c\u0103 bateriile care utilizeaz\u0103 catode reciclate au avut o performan\u021b\u0103 la fel de bun\u0103 ca cele fabricate din catode proasp\u0103t extrase din min\u0103.<\/p>\n
Reciclarea direct\u0103 este o metod\u0103 care permite recuperarea, regenerarea \u0219i reutilizarea direct\u0103 a componentelor bateriilor, f\u0103r\u0103 a fi necesar\u0103 mai \u00eent\u00e2i dezintegrarea structurii lor chimice. Fiind o abordare emergent\u0103 \u00een domeniul recicl\u0103rii bateriilor litiu-ion (LIB), reciclarea direct\u0103 poate spori semnificativ eficien\u021ba procesului de reciclare, reduc\u00e2nd \u00een acela\u0219i timp la minimum impactul economic \u0219i de mediu. Reciclarea direct\u0103 \u0219i-a dovedit valoarea \u00een compara\u021bie cu pirometalurgia sau hidrometalurgia din perspectiva rentabilit\u0103\u021bii, a eficien\u021bei energetice, a sustenabilit\u0103\u021bii, precum \u0219i a conserv\u0103rii structurii materialelor, ceea ce scurteaz\u0103 procesele generale de reciclare \u0219i \u00eembun\u0103t\u0103\u021be\u0219te calitatea materialelor regenerate.<\/p>\n
\u00cens\u0103 aceast\u0103 strategie se confrunt\u0103 cu numeroase obstacole care \u00eei \u00eempiedic\u0103 punerea \u00een practic\u0103, de la procesele de dezasamblare, sortare \u0219i separare p\u00e2n\u0103 la limit\u0103rile tehnologice \u0219i preocup\u0103rile societ\u0103\u021bii.<\/p>\n
At\u00e2t cercet\u0103torii, c\u00e2t \u0219i firmele de reciclare depun eforturi sus\u021binute pentru a dezvolta tehnici \u00eembun\u0103t\u0103\u021bite de reciclare direct\u0103 care s\u0103 asigure viabilitatea comercial\u0103, cum ar fi procesul companiei elve\u021biene Kyburz, care const\u0103 \u00een t\u0103ierea bateriilor scoase din uz pentru a le deschide, folosind o tehnic\u0103 inovatoare de decupare, \u0219i apoi reformarea electrozilor acestora \u00een celule noi, ceea ce face ca aceast\u0103 metod\u0103 s\u0103 fie mai eficient\u0103 dec\u00e2t metodele tradi\u021bionale de m\u0103run\u021bire \u0219i separare.<\/p>\n
Acest proces a fost adaptat pentru diverse compozi\u021bii chimice ale celulelor LIB, precum \u0219i pentru materialele catodice \u0219i anodice. Aceast\u0103 tehnologie ar trebui s\u0103 sporeasc\u0103 eficien\u021ba produc\u021biei de baterii, reduc\u00e2nd \u00een acela\u0219i timp activit\u0103\u021bile de extrac\u021bie \u0219i prelucrare, care sunt de obicei costisitoare, consumatoare de resurse \u0219i d\u0103un\u0103toare mediului.<\/p>\n
De asemenea, ar trebui s\u0103 se ia \u00een considerare modul \u00een care aceste tehnologii ar putea influen\u021ba economia circular\u0103. Produc\u0103torii de baterii trebuie s\u0103 acorde prioritate eforturilor de reciclare, s\u0103 promoveze standardizarea \u0219i s\u0103 pun\u0103 \u00een aplicare protocoale de schimb de informa\u021bii. Astfel, se pot reduce de\u0219eurile, cre\u00e2ndu-se \u00een acela\u0219i timp un lan\u021b de aprovizionare eficient, care furnizeaz\u0103 materii prime esen\u021biale industriei globale de produc\u021bie a bateriilor. Companiile interesate s\u0103 colaboreze cu Argonne \u00een cadrul acestor eforturi \u00eel pot contacta pe Jeff Spangenberger, \u0219eful grupului de cercetare pentru reciclarea materialelor \u0219i reac\u021bii din cadrul Laboratorului Na\u021bional Argonne. Laboratorul Na\u021bional Argonne ofer\u0103 solu\u021bii la problemele na\u021bionale urgente din domeniul \u0219tiin\u021bei \u0219i tehnologiei prin cercetare fundamental\u0103 \u0219i aplicat\u0103 \u00een aproape toate disciplinele \u0219tiin\u021bifice. Este administrat de UChicago Argonne LLC \u00een numele Biroului de \u0218tiin\u021b\u0103 al Departamentului Energiei.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Lithium batteries contain precious elements like cobalt and nickel that manufacturers want to recycle for use again, as doing so reduces mining and processing needs, cutting costs and emissions emissions. Some companies are already engaged in battery recycling. They typically shred used batteries into black mass before melting or dissolving it to extract metals from …<\/p>\n