بازیافت باتری؛ گامی بزرگ به سوی خودروهای برقی پایدارتر و ماندگارتر

تحقیقات جدید نشان می‌دهد مواد بازیافتی باتری خودروهای برقی نه تنها با محیط زیست سازگارتر هستند، بلکه از مواد معدنی استخراج‌شده عملکرد بهتری دارند.

این مواد موجب افزایش طول عمر باتری‌ها، کاهش زمان شارژ و کاهش چشمگیر هزینه‌ها می‌شوند. استفاده از فناوری‌های بازیافتی، راه‌حل پایداری برای چالش‌های زیست‌محیطی و اقتصادی تولید باتری‌های برقی است و می‌تواند انقلابی در صنعت خودروهای برقی ایجاد کند.

به‌روزترین‌ها| نیاز روزافزون به تولید پایدار در عصر پرشتاب انقلاب خودروهای برقی (EV) به شدت احساس می‌شود. تنها حرکت به سوی کنار گذاشتن سوخت‌های فسیلی کافی نیست، بلکه باید از اتلاف منابع طبیعی دیگر نیز جلوگیری کنیم. خوشبختانه، تحقیقات جدید نشان می‌دهد که استفاده از مواد بازیافتی باتری خودروهای برقی می‌تواند به طور قابل توجهی به حل این مسئله کمک کند.

مطالعه‌ای که توسط  کالج سلطنتی لندن و به سفارش گروه فناوری پاک آلتیلیوم انجام شده است، نشان می‌دهد که مواد بازیافتی نه تنها توان رقابتی با مواد استخراج‌شده از معادن را دارند، بلکه در بسیاری از جنبه‌های کلیدی عملکردی از آن‌ها پیشی می‌گیرند. این یافته‌ها ممکن است انقلابی در تولید خودروهای برقی ارزان‌تر، با طول عمر بیشتر و زمان شارژ سریع‌تر به وجود آورد.

این مطالعه بر بررسی مواد فعال کاتدی (Cathode Active Materials – CAM) بازیافت‌شده که در کارخانه‌ی ACT1 آلتیلیوم در دوون (Devon) تولید شده‌اند، متمرکز بوده است. دانشمندان مواد کاتدی بازیافتی را با مواد مشابهی که از معادن به دست می‌آیند، مقایسه کرده‌اند. نتایج نشان‌دهنده مزایای قابل‌توجهی برای مواد بازیافتی است: طول عمر بیشتر باتری‌ها و زمان شارژ کمتر.

کیفیت و یکنواختی بالای مواد بازیافتی باتری

یکی از مزایای کلیدی مواد بازیافتی، عدم تنوع کیفیت در قیاس با مواد معدنی است. مواد استخراج‌شده از معادن ممکن است از نظر کیفیت متغیر باشند و به فرآیندهای طولانی تصفیه نیاز دارند. در مقابل، مواد بازیافتی از باتری‌هایی به دست می‌آیند که از ابتدا به صورت استاندارد تولید شده‌اند. در نتیجه، این مواد بازیافتی از نظر خلوص و ترکیب شیمیایی فلزات یکنواخت‌ترند و همین امر باعث تولید باتری‌هایی می‌شود که می‌توانند چرخه‌های شارژ و تخلیه مکرر را بدون افت کیفیت تحمل کنند.

همچنین، محققان متوجه شدند که می‌توان مواد فعال کاتدی بازیافتی را برای دستیابی به ویژگی‌های مطلوب تنظیم کرد؛ به عنوان مثال، تولید باتری‌هایی با فرمولاسیون غنی از نیکل و بدون کبالت که کمک بزرگی در توسعه باتری‌های سفارشی‌سازی‌شده برای نیازهای خاص عملکردی محسوب می‌شود. نمونه‌های بازیافتی CAM، در طول آزمایش‌ها، از نظر شیمیایی و فیزیکی دوام بالایی نشان دادند و پتانسیل خود را برای ارائه عملکرد پایدار و سطح بالا در طول زمان به اثبات رساندند.

بازیافت: روشی مقرون‌به‌صرفه و پایدار

آلتیلیوم تأکید می‌کند که بازیافت مواد علاوه بر کاهش هزینه‌ها، فرآیندهای انرژی‌بر و بسیار گران‌قیمت استخراج، حمل و نقل و پالایش مواد معدنی اولیه را نیز کاهش می‌دهد. همچنین، بازیافت، خطرات مربوط به تغییر کیفیت سنگ‌های معدنی و مشکلاتی چون اختلال در زنجیره تأمین را به حداقل می‌رساند.

کاهش مصرف انرژی در فرآیند بازیافت، همچنین موجب کوچک‌تر شدن ردپای کربنی تولید خودروهای الکتریکی شده و به اهداف جهانی در زمینه پایداری کمک می‌کند.

دکتر کریستین مارستون بنیان‌گذار و مدیر عملیاتی آلتیلیوم در این باره اظهار داشت: «مواد فعال کاتدی بازیافتی نه تنها با اهداف جهانی پایداری همسو است، بلکه از نظر عملکرد فنی بهبود یافته و با هزینه‌های کمتر عرضه می‌شود که این موضوع یک تغییر بزرگ برای صنعت خودروهای برقی محسوب می‌شود.»

آزمایش‌های انجام‌شده و سرمایه‌گذاری‌های بزرگ

این تحقیق شامل آزمایش‌های الکتروشیمیایی روی سلول‌های باتری کوچک (coin cells) و سلول‌های باتری بزرگ‌تر (pouch cells) است که از مواد فعال کاتدی بازیافتی ساخته شده‌اند. نتایج این آزمایش‌ها با مواد تجاری موجود، به‌ویژه باتری‌های نیکل بالا معروف به NMC 811 که در بسیاری از خودروهای برقی رایج یافت می‌شوند، مقایسه شد.

این فناوری اکنون در مرکز صنعتی‌سازی باتری‌های بریتانیا (UK Battery Industrialisation Centre – UKBIC) در حال اعتبارسنجی است. در این مرکز، سلول‌های باتری با استفاده از مواد بازیافتی تولید و برای آزمایش‌ها و اصلاحات بیشتر بررسی می‌شوند. این فرآیند اعتبارسنجی برای اطمینان از مناسب بودن این فناوری جهت استفاده در مقیاس وسیع در صنعت خودروهای برقی بسیار حیاتی است.

آلتیلیوم اخیراً یک سرمایه‌گذاری پنج میلیون دلاری از سوی گروه ژاپنی ماروبنی (Marubeni) برای کارخانه بازیافت باتری خود در تی‌ساید (Teesside) دریافت کرده است. انتظار می‌رود این کارخانه سالانه زباله‌های حاصل از 150 هزار دستگاه خودرو برقی را پردازش کند و گامی بزرگ در جهت استفاده گسترده‌تر از مواد بازیافتی باشد. 

این تحقیقات نشان می‌دهد که بازیافت باتری‌های خودروهای برقی نه تنها به کاهش هزینه‌ها و بهبود عملکرد این تکنولوژی کمک می‌کند، بلکه گامی بزرگ به سوی پایداری و حفاظت از منابع طبیعی است. چنین پیشرفت‌هایی می‌توانند تحول جدی در آینده صنعت خودروهای برقی ایجاد کنند.