من الصعب إعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية في الوقت الحالي

تتطلب السيارات الكهربائية بطاريات، هذه صناعة تبلغ قيمتها مليار دولار تستثمر فيها النرويج بكثافة، ويجري حاليًا بناء خمسة مصانع عملاقة في النرويج، ستصنع كل هذه البطاريات للسيارات الكهربائية، وقد يكون السوق ضخمًا.

يعتمد مدى ملاءمة إنتاج هذه البطاريات على البيئة على كيفية إدارتنا لحل مشكلة إعادة الاستخدام.

يقول سولاليت بانديوبادياي، المشارك وخبير البطاريات في القسم: “المشكلة الآن هي أن هناك انقسامًا بين الشركات التي تصنع البطاريات وتلك التي ستعيد تدويرها. الطريقة التي يتم بها إنتاج البطاريات تجعل من الصعب إعادة تدويرها بلا داعٍ”، من الهندسة الكيميائية في NTNU ، الجامعة النرويجية للعلوم والتكنولوجيا.

ما تشترك فيه المصانع الأربعة الجديدة هو أنها ستصنع جميعًا خلايا بطاريات للبطاريات.

يقول بانديوبادياي: “يمكننا مساعدة الصناعة من خلال صنع بطاريات يسهل إعادة تدويرها”.

يمكن أن يصبح هذا التركيز بسرعة أكثر أهمية.

سوق متنامي بقوة

ما يقرب من أربع من كل خمس سيارات جديدة في النرويج هي الآن سيارات كهربائية، في جميع أنحاء العالم، تبلغ نسبة المركبات الكهربائية الجديدة حوالي 10%، لكن هذا العدد زاد بشكل حاد في السنوات الأخيرة. في العام الماضي، وصل ما يقرب من ثمانية ملايين مركبة كهربائية جديدة إلى الطرقات.

تحتوي البطاريات في جميع هذه السيارات على معادن نادرة باهظة الثمن ، ويصعب الحصول عليها أحيانًا وغالبًا ما تكون غير صديقة للبيئة.

قد يصبح التأثير البيئي لجميع هذه السيارات الكهربائية موضع تساؤل إذا لم نتمكن من إعادة استخدام المواد في البطاريات.

يقول بانديوبادياي: “سيتعين علينا إعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية في المستقبل”.

يمكن تصميم البطاريات وإنتاجها بطرق جديدة تجعل ذلك أسهل بكثير.

عمل الأستاذ المساعد في مجال البطاريات وإعادة التدوير لسنوات عديدة. تنعكس أهمية هذا العمل في مقدار استثمار NTNU في هذا المجال.

قبل بضع سنوات، تضمن العمل على عمليات إعادة تدوير البطاريات في NTNU مجموعة من ثلاثة أو أربعة باحثين فقط. يرأس بانديوبادياي الآن مجموعة أكبر تركز على هذا المجال باعتباره مجال خبرتها، ويشرف على مشروع HolE-LIB الذي ينظر في كيفية إعادة تدوير الليثيوم الموجود في البطاريات بسهولة أكبر.

يلعب الاقتصاد في

من الواضح أن الأسباب الرئيسية التي تجعل مصانع البطاريات لا تجعل البطاريات قابلة لإعادة التدوير اقتصادية.

“نعم ، يعد صنع بطاريات يسهل إعادة تدويرها أكثر تكلفة. ولكن في اليوم الذي تصبح فيه لوائح إعادة التدوير أكثر صرامة ، ستكلف إعادة تصميم وإعادة إنتاج البطاريات ،” كما يقول بانديوبادياي.

يعمل هو ومجموعته بالفعل عن كثب مع العديد من اللاعبين في الصناعة ، بما في ذلك Hydro و Vianode و Hydrovolt و Glencore Nikkelverk و Morrow.

هناك حاجة إلى العديد من مصانع البطاريات

يجري حاليًا بناء خمسة مصانع عملاقة للبطاريات للسيارات الكهربائية في النرويج. تقع في:

Mo i Rana – شركة Freyr Battery.
Arendal – بطاريات مورو.
Orkanger— بطاريات Elinor.
ستافنجر – بيوندر.
فريدريكستاد – هرين.
قبل بضع سنوات ، قدر SINTEF ، أكبر معهد أبحاث مستقل في إسكندنافيا ، أن أوروبا وحدها ستحتاج إلى 55 مصنعًا جديدًا للبطاريات قبل عام 2030 لتغطية الحاجة. بحلول عام 2050 ، ستكون هناك حاجة إلى 600 مصنع من هذا القبيل في جميع أنحاء العالم.

يصعب استخدامها لأغراض أخرى
درس الباحثون في NTNU أيضًا ما إذا كان إصلاح البطاريات القديمة بدلاً من مجرد إعادة تدويرها ممكنًا ، وربما بعد ذلك استخدام هذه البطاريات لأغراض أخرى غير السيارات بعد ذلك.

يشير Bandyopadhyay إلى أنه عندما تصبح بطارية السيارة الكهربائية غير قابلة للاستخدام في EV ، فإن 80 % من شحنتها لا يزال متاحًا.

من المحتمل أن يتم استخدام البطاريات في مناطق أخرى بدلاً من ذلك، مثل إنارة الشوارع أو الأغراض المنزلية المختلفة.

أكثر أنواع البطاريات شيوعًا هي بطاريات NMC التي تحتوي على بطاريات النيكل والمنجنيز والكوبالت ، وبطاريات LFP التي تحتوي على الليثيوم والحديد والفوسفور.

بطاريات LFP بشكل عام غير مناسبة للاستخدام في أغراض أخرى، تواجه بطاريات NMC أيضًا مشاكل، لأنه يجب إعادة تدويرها في النهاية على أي حال بعد استخدامها لشيء آخر غير السيارات، لكن العوائق التقنية ليست هي المشكلة برمتها.

يقول بانديوبادياي، “يمكننا أن نتخيل استبدال بعض الخلايا المعيبة في البطاريات التي أصبحت غير مناسبة للسيارات ثم استخدام هذه البطاريات في شيء آخر. ولكن هنا نواجه مشاكل مع الجوانب القانونية ومن يتحمل المسؤولية عن البطارية بعد ذلك. هل مصنع البطاريات أم الشخص الذي أصلح الخلايا هو المسؤول؟” .

الأساليب تتحسن

NTNU هي أحد شركاء Vianode الذين يعملون على إعادة تدوير الجرافيت في مشروع SUMBAT. يتم دعم هذا العمل من قبل مؤسسة الابتكار النرويجي ومجلس الأبحاث النرويجي و SIVA.

يقول Gunstein Skomedal ، مدير المنتج في مواد البطارية في Vianode، “هذا العمل مهم حتى نتمكن من إعادة تدوير جميع المواد القيمة في البطارية في المستقبل”، مضيفا  إعادة تدوير البطاريات مجال معقد، لكن يجب حل التحديات إذا أردنا جني الفوائد الكاملة للتحول إلى السيارات الكهربائية .

نُشر البحث في مجلة New Direction in Mineral Processing، Extractive Metallurgy، Recycling and Waste Minimization .

تابعنا على تطبيق نبض