الصين – طور الكيميائيون الصينيون تقنية لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم تسمح باستخراج الليثيوم من البطاريات المستهلكة والتخلص من انبعاثات ثاني أكسيد النيتروجين الصناعية وإنتاج الكهرباء.
وقال الباحثون: “عملنا على تطوير نهج كهروكيميائي، يتيح الحصول على نترات الليثيوم فائقة النقاء من البطاريات المستهلكة والتخلص من ثاني أكسيد النيتروجين الناتج عن انبعاثات المصانع، وكذلك إنتاج الكهرباء. وهذه الطريقة لإعادة تدوير البطاريات لا تنتج نفايات ولا تتطلب استخدام كميات هائلة من المواد الكيميائية أو استهلاك الطاقة”.
وتم تطوير هذه التقنية من قبل مجموعة من الكيميائيين الصينيين بقيادة البروفيسور تشين وي من جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية، وتهدف إلى حل إحدى المشاكل الرئيسية التي تعيق إعادة تدوير بطاريات الليثيوم صناعيا، وهي عدم جدوى هذه العملية من ناحية اقتصادية وتجارية، حيث أن استخراج الليثيوم من البطاريات يتطلب الكثير من الطاقة ومواد كيميائية باهظة الثمن تشكل مخاطر على البيئة.
واكتشف العلماء أن هذه المشكلة يمكن تجاوزها إذا تم جعل أيونات الليثيوم الموجودة داخل أقطاب البطاريات المستهلكة تتفاعل مع جزيئات ثاني أكسيد النيتروجين (NO2)، ويوجد هذا الغاز بكميات كبيرة في انبعاثات المصانع، ويمكن استخراجه من هذه الانبعاثات باستخدام أغشية كربونية بسيطة ورخيصة وإلكتروليت يعتمد على ثنائي ميثيل فورماميد. وتتفاعل جزيئات NO2 التي تدخل في هذا النظام مع أيونات الليثيوم التي تم إطلاقها من الأقطاب لتخترق غشاء سيراميكيا خاصا يسمح بمرور الفلزات القلوية فقط. وتؤدي تفاعلات ذرات الليثيوم مع أكسيد النيتروجين إلى تكوين نترات الليثيوم النقية وإطلاق كميات كبيرة من الطاقة التي يتم تحويلها إلى تيار كهربائي.
وأظهرت التجارب التي أجراها العلماء على نماذج من البطاريات المستهلكة أن نظامها يسمح باستخراج حوالي 97% من الليثيوم الموجود في أقطاب البطاريات، بالإضافة إلى إنتاج حوالي 66 واط من الطاقة لكل كيلوغرام يتم إعادة تدويره. ويأمل الباحثون أن تعزز هذه التقنية في المستقبل عملية إعادة تدوير بطاريات الليثيوم، مع العلم أن عشرات الآلاف من الأطنان منها ينتهي الأمر بها سنويا في مكبات النفايات.
نشر وصف التقنية الجديدة في مجلة Nature Sustainability العلمية.
المصدر: تاس