14 اکتبر 2020توسط آزمایشگاه ملی اوک ریج
Momentum Technologies Inc. ، یک شرکت علوم مواد مستقر در دالاس ، تگزاس که متمرکز بر استخراج فلزات حیاتی از زباله های الکترونیکی است ، پروسه آزمایشگاه ملی اوک ریج را برای بازیابی کبالت و سایر فلزات باتری های لیتیومی یون مجاز بدست آورده است.
کمتر از 5٪ باتری های لیتیوم یونی مصرف شده در ایالات متحده بازیافت می شوند. چندین عنصر مهم در باتری های لیتیومی استفاده می شود که انرژی وسایل نقلیه الکتریکی را تأمین می کنند ، مانند کبالت ، نیکل ، لیتیوم و منگنز. با استفاده از فرآیند استخراج حلال غشا یا MSX ، که توسط دانشمندان ORNL به عنوان بخشی از انستیتوی مواد بحرانی وزارت انرژی یا CMI تهیه شده است ، می توان این عناصر را به صورت کاملا خالص بازیابی کرد که می تواند برای ترکیب باتری برای دستگاه های جدید دوباره فرموله شود.
پس از حذف پلاستیک ها و فلزات قابل بازیافت از باتری های فرسوده ، مخلوطی از گل و لای از عناصر باتری لیتیوم-یون معروف به “جرم سیاه” باقی مانده است.
پرستون برایانت ، بنیانگذار و مدیر عامل شرکت Momentum ، گفت: “نیمی از هزینه های بازیافت باتری لیتیومی درارتباط با تدارکات حمل و نقل این مواد به پردازنده ها است.” “دستیابی به موفقیت MSX به ما امکان می دهد تا کارخانه های فرآوری در منابع جمع آوری زباله ایجاد کنیم ، با از بین بردن موانع تدارکاتی ، ما به افزایش نرخ بازیابی مواد در مقایسه با کارخانه های ذوب سنتی دست می یابیم.”
Ramesh Bhave ، محقق ارشد ORNL و رهبر پروژه جداسازی عناصر خاکی کمیاب مبتنی بر غشا با پشتیبانی CMI ،که منجر به توسعه فناوری MSX شد همراه با تیم وی شامل محققان پسا دکترا سید اسلام و پریش واغ می باشد.
از آنجایی که روز به روز مصرف کنندگان بیشتری از وسایل نقلیه الکتریکی استقبال می کنند ، توسعه فناوری های کارآمد برای جذب و استفاده مجدد از عناصر حیاتی باتری های مصرف شده برای حفظ سطح تأمین کافی بدون وابستگی به استخراج و پردازش مواد حیاتی در خارج از کشور مهم خواهد بود.
“نیاز فوری به داشتن منبع داخلی برای برخی از این عناصر وجود دارد. در ایالات متحده برای این عناصری که استخراج ، تصفیه و یا بازیافت پایین دست در کشور وجود ندارد و فناوری سنتی کاملاً پیچیده است و زباله های زیادی تولید می کند فناوری ما به یک اقتصاد دایره ای کمک می کند. ما محصولات به پایان عمر خود رسیده را بدون تولید زباله های خطرناک ، به طور کامل بازیافت می کنیم.”
پردازش MSX از مقدار محدودی از انرژی ، نیروی کار و حلال های شیمیایی استفاده می کند و می تواند در انواع تلاش های مهم برای بازیابی مواد به کار رود.
برایانت گفت: “این فناوری 99.9٪ از اکسیدها یا سولفاتهای لیتیوم ، نیکل ، کبالت و منگنز خالص را بازیابی می کند که این بستگی به تنظیمات و نیازهای تولیدکنندگان مواد باتری دارد و یک فرآیند حلقه بسته است ؛ این فرآیند ارزان ، مدولار ، دارای مصرف انرژی و تولید تقریباً صفر ضایعات است.”
Momentum فناوری های مشابه ORNL را برای بازیابی سایر عناصر کمیاب در زمین را با مجوز انجام داده است. یک مرکز مجهز به MSX می تواند طیف وسیعی از عناصر را از آهن ربا ، باتری و سایر دستگاه ها بازیابی کند. محققان CMI همچنان به جستجوی فناوری MSX برای بازیابی سایر مواد حیاتی می پردازند.
دفتر ساخت پیشرفته DOE ، بخشی از دفتر بهره وری انرژی و انرژی های تجدید پذیر ، تحقیقات اولیه را از طریق موسسه مواد بحرانی تأمین کرد. بودجه اضافی توسط صندوق تجاری سازی فناوری DOE و توسط Momentum Technologies از طریق توافق نامه پروژه مشارکت استراتژیک تأمین شد.
