1. ლითიუმის რკინის ფოსფატის გადამუშავების შემდეგ დაბინძურების საკითხები
ელექტრო აკუმულატორების გადამუშავების ბაზარი უზარმაზარია და შესაბამისი კვლევითი ინსტიტუტების მონაცემებით, ჩინეთში გამოშვებული ელექტრო აკუმულატორების ჯამური რაოდენობა, სავარაუდოდ, 2025 წლისთვის 137.4 მვტ.სთ-ს მიაღწევს.
აღება ლითიუმის რკინის ფოსფატის ბატარეებიმაგალითად, გამოყენებული ელექტრო აკუმულატორების გადამუშავებისა და გამოყენების ძირითადად ორი გზა არსებობს: ერთი არის კასკადური გამოყენება, ხოლო მეორე - დემონტაჟი და გადამუშავება.
კასკადური გამოყენება გულისხმობს ლითიუმის, რკინის ფოსფატის ელექტრული აკუმულატორების გამოყენებას, რომელთა ნარჩენი სიმძლავრე დაშლისა და რეკომბინაციის შემდეგ 30%-დან 80%-მდეა და მათი გამოყენებას დაბალი ენერგიის სიმკვრივის ადგილებში, როგორიცაა ენერგიის შენახვა.
დემონტაჟი და გადამუშავება, როგორც სახელიდან ჩანს, გულისხმობს ლითიუმის, რკინის ფოსფატის ელექტრო აკუმულატორების დემონტაჟს, როდესაც დარჩენილი სიმძლავრე 30%-ზე ნაკლებია და მათი ნედლეულის, როგორიცაა ლითიუმი, ფოსფორი და რკინა დადებით ელექტროდში, აღდგენას.
ლითიუმ-იონური ბატარეების დემონტაჟი და გადამუშავება ამცირებს ახალი ნედლეულის მოპოვების საჭიროებას გარემოს დასაცავად და ასევე აქვს დიდი ეკონომიკური ღირებულება, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს მოპოვების ხარჯებს, წარმოების ხარჯებს, შრომის ხარჯებს და საწარმოო ხაზის განლაგების ხარჯებს.
ლითიუმ-იონური ელემენტების დაშლა და გადამუშავება ძირითადად შემდეგ ეტაპებს მოიცავს: პირველ რიგში, ნარჩენების ლითიუმის ელემენტების შეგროვება და კლასიფიკაცია, შემდეგ ელემენტების დაშლა და ბოლოს ლითონების გამოყოფა და დახვეწა. ოპერაციის შემდეგ, აღდგენილი ლითონები და მასალები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ახალი ელემენტების ან სხვა პროდუქტების წარმოებისთვის, რაც მნიშვნელოვნად დაზოგავს ხარჯებს.
თუმცა, ამჟამად, ელემენტების გადამუშავების კომპანიების ჯგუფის ჩათვლით, როგორიცაა Ningde Times Holding Co., Ltd.-ის შვილობილი კომპანია Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., ყველა მწვავე პრობლემის წინაშე დგას: ელემენტების გადამუშავება წარმოქმნის ტოქსიკურ თანმდევ პროდუქტებს და გამოყოფს მავნე დამაბინძურებლებს. ბაზარს სასწრაფოდ სჭირდება ახალი ტექნოლოგიები ელემენტების გადამუშავების დაბინძურებისა და ტოქსიკურობის გასაუმჯობესებლად.
2. LBNL-მა აღმოაჩინა ახალი მასალები ელემენტების გადამუშავების შემდეგ დაბინძურების პრობლემების გადასაჭრელად.
ცოტა ხნის წინ, ამერიკის შეერთებულ შტატებში, ლოურენს ბერკლის ეროვნულმა ლაბორატორიამ (LBNL) განაცხადა, რომ მათ აღმოაჩინეს ახალი მასალა, რომელსაც შეუძლია ლითიუმ-იონური ელემენტების ნარჩენების გადამუშავება მხოლოდ წყლით.
ლოურენს ბერკლის ეროვნული ლაბორატორია დაარსდა 1931 წელს და მას აშშ-ის ენერგეტიკის დეპარტამენტის სამეცნიერო ოფისის დაქვემდებარებაში კალიფორნიის უნივერსიტეტი მართავს. მას 16 ნობელის პრემია აქვს მიღებული.
ლოურენს ბერკლის ეროვნული ლაბორატორიის მიერ გამოგონებულ ახალ მასალას სწრაფი გამოთავისუფლების შემკვრელი ეწოდება. ამ მასალისგან დამზადებული ლითიუმ-იონური ელემენტები ადვილად გადამუშავებადია, ეკოლოგიურად სუფთა და არატოქსიკურია. მათ მხოლოდ დაშლა და ტუტე წყალში მოთავსება და საჭირო ელემენტების გამოსაყოფად ფრთხილად შენჯღრევა სჭირდებათ. შემდეგ, ლითონები წყლიდან იფილტრება და აშრება.
ლითიუმ-იონური აკუმულატორების ამჟამინდელ გადამუშავებასთან შედარებით, რომელიც გულისხმობს ელემენტების დაქუცმაცებას და დაფქვას, რასაც მოჰყვება ლითონისა და ელემენტების გამოყოფისთვის წვის პროცესი, მას აქვს სერიოზული ტოქსიკურობა და ცუდი გარემოსდაცვითი მახასიათებლები. ახალი მასალა შედარებით ღამესა და დღეს ჰგავს.
2022 წლის სექტემბრის ბოლოს, ეს ტექნოლოგია R&D 100 Awards-ის მიერ შერჩეულ იქნა 2022 წელს მსოფლიოში შემუშავებულ 100 რევოლუციურ ტექნოლოგიას შორის.
როგორც ვიცით, ლითიუმ-იონური აკუმულატორები შედგება დადებითი და უარყოფითი ელექტროდებისგან, გამყოფისგან, ელექტროლიტისა და სტრუქტურული მასალებისგან, მაგრამ როგორ არის ეს კომპონენტები გაერთიანებული ლითიუმ-იონურ აკუმულატორებში, კარგად არ არის ცნობილი.
ლითიუმ-იონურ ბატარეებში, ბატარეის სტრუქტურის შენარჩუნების კრიტიკული მასალა არის წებოვანი ნივთიერება.
ლოურენს ბერკლის ეროვნული ლაბორატორიის მკვლევარების მიერ აღმოჩენილი ახალი სწრაფად გამოთავისუფლებადი შემაკავშირებელი ნივთიერება დამზადებულია პოლიაკრილის მჟავას (PAA) და პოლიეთილენიმინის (PEI)გან, რომლებიც დაკავშირებულია PEI-ში დადებითად დამუხტულ აზოტის ატომებსა და PAA-ში უარყოფითად დამუხტულ ჟანგბადის ატომებს შორის ბმებით.
როდესაც სწრაფად გამოთავისუფლებადი შემკვრელი მოთავსებულია ნატრიუმის ჰიდროქსიდის (Na+OH-) შემცველ ტუტე წყალში, ნატრიუმის იონები მოულოდნელად ხვდებიან წებოვან ადგილას, რაც ორ პოლიმერს ყოფს. გამოყოფილი პოლიმერები იხსნება სითხეში, გამოყოფს ჩაშენებულ ელექტროდის კომპონენტებს.
ფასის თვალსაზრისით, ლითიუმის ბატარეის დადებითი და უარყოფითი ელექტროდების დასამზადებლად გამოყენებისას, ამ წებოვანი ნივთიერების ფასი ორი ყველაზე ხშირად გამოყენებული წებოვანი ნივთიერების დაახლოებით მეათედია.
გამოქვეყნების დრო: 2023 წლის 25 აპრილი