Pil atıkları ciddi bir çevre sorunudur: hem insan sağlığı hem de ekosistemler için tehdit oluşturan maddeler içerir. Ancak aynı zamanda nikel gibi değerli maddeler de içerirler; örneğin yeni pillerin üretimi için bunlara ihtiyacımız vardır . Bu nedenle piller için daha iyi geri dönüşüm yöntemlerine acilen ihtiyaç duyulmaktadır.

TU Wien'de, kullanılmış nikel-metal hidrit pillerden nikel geri kazanmak için kullanılabilecek bir işlem geliştirmek artık mümkün. Ama hepsi bu değil: Bu pil atıklarından ve mutfakta kullanılanlar gibi kullanılmış alüminyum folyolardan, CO₂'yi değerli metana dönüştüren bir nanokatalizör üretmek mümkün oldu . Bu şekilde, bir yandan atık sorunu azaltılabilirken, diğer yandan iklim açısından nötr bir yakıt elde edilebilir.

Pil Geri Dönüşümü: Çevre ve Ekonomi Açısından Önemli

Araştırma projesinin başkanı TU Wien'deki Malzeme Kimyası Enstitüsü'nden Prof. Günther Rupprechter, "Nikel-metal hidrit (Ni-MH) ve lityum iyon piller gibi modern piller, geri dönüşüm ve geri kazanım süreçlerini teknolojik olarak zorlu hale getiren farklı bileşenlerden oluşur," diyor . "Uygunsuz bertaraf kimyasal sızıntılara, yangınlara ve kirliliğe yol açabilir."

Kullanılmış Ni-MH pillerden nikel geri kazanımı ekonomik açıdan da oldukça önemlidir: AB'de, pil üretiminden kaynaklanan atık piller ve hurdalar, 2030 yılına kadar ihtiyaç duyulan nikelin yaklaşık %16'sını karşılayabilir ve bu da yıllık 1,3 ila 2,4 milyon elektrikli aracı (EV) donatmaya yeter.

Bu potansiyele rağmen, AB ve İngiltere'deki mevcut geri dönüşüm kapasitesi, 2030 yılına kadar ihtiyaç duyulanın yalnızca onda biri kadardır. Bu nedenle geri dönüşüm altyapısına yatırım yapılması gerekmektedir.

Geri Dönüşüm: Atık Geri Dönüşümünden CO₂ Yakalamaya

Çalışmanın ilk yazarı Dr. Qaisar Maqbool, "Geri dönüşüm önemli bir adım, ancak nikelin yakıt üretebilen katalizörlere dönüştürülmesiyle daha da büyük bir etki elde edilebilir" diyor.

Ekip, kullanılmış Ni-MH pillerden nikel çıkardı ve kullanılmış alüminyum folyodan alüminayı geri kazandı. Bu malzemeler daha sonra çevre dostu bir şekilde, yeşil kimya yöntemleri kullanılarak yüksek performanslı bir nanokatalizöre dönüştürüldü.

Günther Rupprechter, "Nanokatalizörümüz %92-96 alüminyum oksit ve %4-8 nikelden oluşuyor ve bu da sera gazı CO₂'yi hidrojenle birlikte metana dönüştürmek için ideal," diye açıklıyor. İşlem ne yüksek basınç ne de yüksek sıcaklık gerektiriyor, katalizör atmosfer basıncında ve kolayca ulaşılabilen 250°C'lik bir sıcaklıkta çalışıyor.

Sera Gazından Temiz Enerjiye

Bu, CO₂'yi iklim açısından nötr bir şekilde değerli bir yakıta dönüştürmek için bir yöntem sunar: Metan, örneğin endüstride bir enerji kaynağı olarak önemli bir rol oynar. "Şimdi bu sürecin teknolojik uygulamalar için nasıl ölçeklendirilebileceğini araştırmak istiyoruz," diyor Prof. Günther Rupprechter. "Bu yaklaşımın sürdürülebilir yakıt üretimini dönüştürebileceğine inanıyoruz. Yaklaşımımız iklim sorununa bir çözüm sunuyor ve aynı zamanda acil bir atık sorununu çözmeye yardımcı olan bir şekilde."

Geri Dönüştürülmüş Malzeme Aynı Zamanda Geri Dönüştürülebilir

Birçok katalizör zamanla deaktive olur - çünkü katalizör bir noktada yapısal olarak değişir veya kok (karbon) birikmesi nedeniyle daha az etkili hale gelir. Çalışmada böyle bir deaktivasyon tespit edilmedi. Yine de, ekibin kapalı döngüler halinde düşünmesi ve katalizörün kendisinin nasıl geri dönüştürülebileceğini düşünmesi önemliydi. Dr. Qaisar Maqbool, "Sürdürülebilirlik döngüsünü kapatmak için, kullanılmış katalizörleri tekrar kullanılmak üzere orijinal öncüllerine geri dönüştürebilirsiniz," diyor. Bu, tüm sürecin çevre dostu kalmasını ve atık miktarının en aza indirilmesini sağlar.

KAYNAK: https://www.chemeurope.com/en/news/1185714/converting-co2-into-fuel-with-the-help-of-battery-waste.html