Araştırmacılar, lityum iyon piller üretmek için kullanılan malzemeleri yeniden formüle ederek, organik çözücüler kullanmadan pil elektrotları geliştirmek ve geri dönüştürmek için bir yol buldular. Araştırmanın sonuçlarına göre lityum iyon pillerin üretim, geri dönüşüm maliyetleri, tehlikeleri ve çevresel etkileri azaltılabilir. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2589004220302662

Elektrikli araçların artan popülaritesi ile birlikte üreticiler lityum iyon pil üretmek için sürekli çalışıyor. Endüstri analistleri, bu pillerin 10 milyon tondan fazlasının 2030 yılına kadar hizmet ömrünün sonuna ulaşacağını tahmin ediyor ve gelcekte büyük bir lityum iyon pil çöplüğü ile karşı karşı kalacağımızı belirtiyor. Teknik ve ekonomik engeller nedeniyle günümüzde% 5'inden daha azı geri dönüştürülüyor.

Dergimizin 28. sayısında yer alan "Lityum-iyon pillerin geri dönüşümü konusunda ciddileşmenin zamanı geldi" makalemizde konu hakkında detaylı görüşlere yer vermiştik.  https://www.chemlife.com.tr/sayi/28/#p=17 

Pillerin elektrotlarında bulunan değerli metalleri geri kazanmak ve onları yeniden kullanmak oldukça zordur. Katotlar tipik olarak elektrokimyasal olarak aktif bir karışık metal tozunun poli viniliden florür (PVDF) gibi bir bağlayıcı ile bir alüminyum akım toplayıcısına yapıştırılmasıyla yapılır. Anotlar genellikle grafit, PVDF ve bakır folyo içerir. PVDFve diğer standart bağlayıcıları kullanabilmek ve onları elektrotları işlemek için N-metil-2-pirolidon (NMP) kullanılır. Bunun yanı sıra kullanılmış malzemeleri ayırmak ve geri kazanmak için de kullanılır. Ancak NMP maliyetli ve toksik bir çözücüdür, ayrıca Zehirli Maddeler Kontrol Yasası (TSCA) kapsamında risk değerlendirmesi altındadır.

Araştırmacılar yıllarca NMP'yi ortadan kaldırmayı denediler.

Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'ndan Jianlin Li ve Virginia Tech'den Zheng Li liderliğindeki bir ekip katottaki PVDF'yi suda dağılabilir lateks bazlı bir bağlayıcı ve anottuda suda çözünür stiren-bütadien ile değiştirdi.

Binlerce şarj döngüsünü kapsayan testlerle ekip, kendi pillerinin NMP ile işlenen referans hücrelerine yakın verimlerde çalıştığını bildirdi. Ayrıca pilleri su kullanılarak geri dönüştürelebildiğinden, geri dönüştürdükleri materyeller ile yaptıkları pillerde neredeyse orjinallerine yakın verimde çalıştı.

Arkema'da bir polimer ve pil uzmanı olan Ramin Amin-Sanayei, endüstrinin su ile pil üretimi konusunda şüpheci olduğunu çünkü lityum bileşikleri ile su arasındaki istenmeyen reaksiyonların pil performansını bozabileceğini söylüyor. Ancak bu çalışma “doğru yönde ve büyük bir şekilde hareket ediyor” diyor.

Uzmanlar, pil üreticilerini organik çözücüleri işlemlerinden çıkarmaya ikna etmek için daha zorlu koşullarda yapılan ek testlerin gerekli olacağı konusunda hemfikir. Argonne Ulusal Laboratuarı’nın malzeme ve yaşam döngüsü analizi uzmanı Linda L. Gaines bunun kritik bir hedef olduğunu söylüyor. “Toksik kimyasalların kullanımından kaçınmak, lityum iyon pil ömrünün maliyetlerini ve çevresel etkilerini azaltmanın önemli bir yoludur” diyor.

Kaynak: https://cen.acs.org/