سباق أمريكي – إنجليزي للوصول لسيارة كهربائية أقل تكلفة

تكنولوجيا جديدة لإعادة التدوير تنعش مستقبل السيارات الكهربائية سباق أمريكي

ترجمة – مروة مجدي :

في اكتشاف جديد قد يمثل دفعة قوية لمستقبل السيارات الكهربائية في العالم؛ توصل باحثون في بريطانيا والولايات المتحدة الأمريكية إلى حلول لإعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية المستهلكة؛ وتقلل هذه الحلول من تكلفة الإنتاج كما أنها ستوفر القطع اللازمة خاصةً مع زيادة الطلب المتوقعة، وتضمن هذه الحلول قطعاً مستخلصة من البطاريات بحيث يسهل إعادة استعمالها. وفقا لوكالة رويترز للانباء.

ففي الوقت الحالي يتم تحويل المواد الخام اللازمة لتصنيع البطاريات عن طريق عمليات تنطلق فيها كميات هائلة من انبعاثات الكربون؛ لذلك يسعى الباحثون إلى الوصول لطرق تنقص من مستوى هذه الانبعاثات وفي الوقت نفسه توفر في الوقت والمال اللازمين.

وترجع محاولات الحكومات المضنية في البحث عن وسائل للحصول على المعادن اللازمة لتصنيع بطاريات السيارات إلى توقعاتهم بزيادة الطلب على شراء السيارات الكهربائية، وقد توفر وسائل إعادة التدوير الجديدة قدر أكبر من المواد الخام الغالية الثمن مثل النيكل والكوبالت؛ مما يقلل من الاتكال على الصين وغيرها من البلاد التي يتعذر بها عمليات التعدين.

توفير ٦٠٪ من الجهد والمال

ففي بريطانيا يعمل الباحثون من جامعتي ليستر وبرمنغهام على مشروع مؤسسة فاراداى الحكومية والخاص بإعادة تدوير واستعمال بطاريات الليثيوم، حيث توصلوا إلى وسيلة لاستخدام الموجات فوق الصوتية لإعادة تدوير الأقطاب السالبة والموجبة دون الحاجة إلى تفتيتها، وبالتالي تقدموا للحصول على براءة الاختراع وحماية المستهلك.

ومن جانبه قال الباحث بالمؤسسة جافين هاربر: “ليس متاحاً إعادة تدوير قطع الغيار المركبة مثل البطاريات بنفس الوسيلة التي يعاد بها تدوير قطع الغيار المعدنية الأخرى، لأن تفتيت ودمج مكونات البطارية ومعالجة المعادن بالحرارة يؤدي إلى فقدان فاعليتها”.

ويقصد بعملية معالجة المعادن حرارياً استخلاصها باستخدام الحرارة العالية؛ حيث تعتمد وسائل إعادة تدوير المعاصرة على تفتيت أو تقطيع البطاريات إلى قطع صغيرة تعرف باسم الكتل المصمتة التي تتحول إلى معادن تستخدم فيما بعد مثل النيكل والكوبالت.

وفى سياق آخر يرى علماء أن القيام بإعادة التدوير المباشر قد يحتاج إلى القليل من الجهد والمال؛ ذلك لأنها تعتمد على القطع الكهربائية مثل الأقطاب السالبة والموجبة، بينما تسترد التكنولوجيا الحديثة ذرات المعادن المتطايرة في هذه العملية لإعادة استعمالها مرة أخرى، فدائما ما يحدث أن تتطاير ذرات من الكوبالت والنيكل والمغنسيوم على لوح الألمنيوم أثناء عملية تصنيع البطارية، كما تصنع بعض أتربة الجرافيت على لوح النحاس أقطاباً موجبة.

وفي المقابل ناظر أندي أبوت، بروفيسور الكيمياء الطبيعية بجامعة ليستر، بين تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية الحديثة والتكنولوجيا المستخدمة حالياً والمعتمدة على معالجة المعادن باستخدام المواد السائلة مثل حمض الكبريتيك والماء لاستخلاص المواد الخام وتوصل إلى أن فصل المواد باستعمال الموجات فوق الصوتية قد يؤدي لتوفير نحو 60% من الجهد والمال مقارنةً بتكلفة استعمال المواد الخام غير المستهلكة، كما أن تكنولوجيا الموجات الفوق صوتية تعمل بكفاءة أفضل بنحو 100 مرة في نفس المدة.

وقام فريق أبوت باستخلاص خلايا البطارية بأيديهم لاختبار العملية؛ حيث تتم عملية إعادة تدوير وتصنيع بطاريات الليثيوم ضمن مشروع يستخدم الإنسان الآلي لانتزاع البطاريات وتعبئتهم مرة أخرى بكفاءة أعلى، وأفاد أبوت أن الحصول على اللوازم الكافية من عملية إعادة التدوير يستغرق وقتاً ليس بالقليل. وعليه فهو يرى أن التكنولوجيا تبداً بالحصول على مواد خام زائدة من مصانع البطاريات.

التربح من إعادة التدوير

أما في الولايات المتحدة الأمريكية يتطور مشروع مركز ريسل وهو مشروع آخر تدعمه الحكومة بوزارة الطاقة. ويبين تكنولوجيات مختلفة واعدة من عمليات إعادة التدوير والاستخدام بحيث يعاد تدوير القطب السالب ليستعمل في صناعة قطب سالب جديد.

ويرأس جيف سبانجينبرجر فريق العمل بالمشروع حيث يدرس العديد من الوسائل المختلفة بما في ذلك الموجات فوق الصوتية ولكن التركيز الأعلى على الوسائل التي تعتمد على المواد السائلة والحرارة.

وفسر سبانجينبرجر أن الولايات المتحدة الأمريكية لن تصنع أقطاباً سالبة بعد ذلك؛ “ففي حالة استخدام معالجة المعادن باستخدام المواد السائلة او الحرارة المطلوب، ينبغي إرسال المواد الخام المعاد تدويرها للدول الأخرى لتصنع أقطاب سالبة ثم إعادتها لنا مرة أخرى بعد التصنيع”.

وأضاف أنه لابد من تطوير الوسائل المستحدثة التي تجلب أرباح أعلى للمؤسسات التي تقوم بالتدوير؛ “لتصبح عملية تدوير بطاريات الليثيوم مجزية دون حاجة المستهلك لدفع رسوم للتخلص من أغراضه ولتشجيع ازدهار مجال إعادة التدوير“.

ومن ضمن المعوقات التي تواجه عملية إعادة التدوير المباشر ولابد من التغلب عليها هي تغيير خصائص العمليات الكيميائية؛ فقد أفاد أن “فريق ريسل يعمل على فصل تفاعلات الأقطاب السالبة الكيميائية المختلفة”.

وتستخدم خلايا بطاريات طليعة السيارات الكهربائية أقطاباً سالبة بكميات متعادلة من النيكل والمغنسيوم والكوبالت،
بينما يقوم منهج مشروع عملية إعادة تدوير بطاريات الليثيوم بمؤسسة فاراداي على دمج المواد المعاد تدويرها بغيرها من المواد غير المستهلكة للحصول على النسب المطلوبة من النيكل والمغنسيوم والكوبالت.