1. Matatizo ya uchafuzi wa mazingira baada ya kuchakata fosfeti ya chuma ya lithiamu
Soko la kuchakata betri za umeme ni kubwa, na kulingana na taasisi husika za utafiti, jumla ya mkusanyiko wa betri za umeme zilizostaafu nchini China inatarajiwa kufikia 137.4MWh ifikapo mwaka wa 2025.
Kuchukua betri za fosfeti ya chuma ya lithiamuKwa mfano, kuna njia mbili kuu za kuchakata na kutumia betri za umeme zilizostaafu zinazohusiana: moja ni matumizi ya kasino, na nyingine ni kubomoa na kuchakata tena.
Matumizi ya kuteleza hurejelea matumizi ya betri za nguvu za fosfeti ya chuma ya lithiamu zenye uwezo uliobaki kati ya 30% hadi 80% baada ya kutenganishwa na kuunganishwa tena, na kuzitumia katika maeneo yenye msongamano mdogo wa nishati kama vile hifadhi ya nishati.
Kubomoa na kuchakata tena, kama jina linavyopendekeza, kunarejelea kubomoa betri za fosfeti ya chuma ya lithiamu wakati uwezo uliobaki ni chini ya 30%, na urejeshaji wa malighafi zao, kama vile lithiamu, fosforasi, na chuma katika elektrodi chanya.
Kubomoa na kuchakata tena betri za lithiamu-ion kunaweza kupunguza uchimbaji wa malighafi mpya ili kulinda mazingira na pia kuwa na thamani kubwa ya kiuchumi, na kupunguza kwa kiasi kikubwa gharama za uchimbaji, gharama za utengenezaji, gharama za wafanyakazi, na gharama za mpangilio wa mstari wa uzalishaji.
Lengo la kuvunja na kuchakata betri za lithiamu-ion linajumuisha hatua zifuatazo: kwanza, kukusanya na kuainisha betri za lithiamu taka, kisha kuvunja betri, na hatimaye kutenganisha na kusafisha metali. Baada ya operesheni, metali na vifaa vilivyopatikana vinaweza kutumika kwa ajili ya utengenezaji wa betri mpya au bidhaa zingine, na hivyo kuokoa gharama sana.
Hata hivyo, sasa ikijumuisha kundi la makampuni ya kuchakata betri, kama vile kampuni tanzu ya Ningde Times Holding Co., Ltd. ya Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., yote yanakabiliwa na suala gumu: kuchakata betri kutazalisha bidhaa zenye sumu na kutoa uchafuzi hatari. Soko linahitaji teknolojia mpya haraka ili kuboresha uchafuzi na sumu ya kuchakata betri.
2.LBNL ilipata nyenzo mpya za kutatua masuala ya uchafuzi wa mazingira baada ya kuchakata betri.
Hivi majuzi, Maabara ya Kitaifa ya Lawrence Berkeley (LBNL) nchini Marekani ilitangaza kwamba wamepata nyenzo mpya ambayo inaweza kuchakata betri za lithiamu-ion zilizopotea kwa maji tu.
Maabara ya Kitaifa ya Lawrence Berkeley ilianzishwa mwaka wa 1931 na inasimamiwa na Chuo Kikuu cha California kwa ajili ya Ofisi ya Sayansi ya Idara ya Nishati ya Marekani. Imeshinda Tuzo 16 za Nobel.
Nyenzo mpya iliyobuniwa na Maabara ya Kitaifa ya Lawrence Berkeley inaitwa Kifungashio cha Kutoa Haraka. Betri za lithiamu-ion zilizotengenezwa kwa nyenzo hii zinaweza kutumika tena kwa urahisi, rafiki kwa mazingira, na hazina sumu. Zinahitaji tu kutenganishwa na kuwekwa kwenye maji ya alkali, na kutikiswa kwa upole ili kutenganisha vipengele vinavyohitajika. Kisha, metali huchujwa kutoka kwenye maji na kukaushwa.
Ikilinganishwa na urejelezaji wa sasa wa lithiamu-ion, ambao unahusisha kupasua na kusaga betri, ikifuatiwa na mwako kwa ajili ya kutenganisha chuma na elementi, ina sumu kali na utendaji duni wa mazingira. Nyenzo mpya ni kama usiku na mchana kwa kulinganisha.
Mwishoni mwa Septemba 2022, teknolojia hii ilichaguliwa kama mojawapo ya teknolojia 100 za mapinduzi zilizotengenezwa duniani kote mwaka wa 2022 na Tuzo za R&D 100.
Kama tunavyojua, betri za lithiamu-ion zinajumuisha elektrodi chanya na hasi, kitenganishi, elektroliti, na vifaa vya kimuundo, lakini jinsi vipengele hivi vinavyounganishwa katika betri za lithiamu-ion haijulikani vizuri.
Katika betri za lithiamu-ion, nyenzo muhimu inayodumisha muundo wa betri ni gundi.
Kifaa kipya cha Kutoa Haraka kilichogunduliwa na watafiti wa Maabara ya Kitaifa ya Lawrence Berkeley kimetengenezwa kwa asidi ya poliakriliki (PAA) na polyethilini imine (PEI), ambazo zimeunganishwa kwa vifungo kati ya atomi za nitrojeni zenye chaji chanya katika PEI na atomi za oksijeni zenye chaji hasi katika PAA.
Wakati Kifungashio cha Kutoa Haraka kinapowekwa kwenye maji ya alkali yenye hidroksidi ya sodiamu (Na+OH-), ioni za sodiamu huingia ghafla kwenye sehemu ya gundi, na kutenganisha polima hizo mbili. Polima zilizotenganishwa huyeyuka kwenye kioevu, na kutoa vipengele vyovyote vya elektrodi vilivyopachikwa.
Kwa upande wa gharama, inapotumika kutengeneza elektrodi chanya na hasi za betri ya lithiamu, bei ya gundi hii ni karibu moja ya kumi ya mbili zinazotumika sana.
Muda wa chapisho: Aprili-25-2023