باتری های لیتیوم یون دوستدار محیط زیست یا مخرب

با فروش بیشتر خودروهای الکتریکی، مشکلات ذاتی در استخراج و دفع باتری افزایش می یابد. تولید باتری‌های لیتیوم یونی که انرژی خودروهای الکتریکی را تامین می‌کنند، انتشار دی‌اکسید کربن بیشتری نسبت به تولید خودروهای بنزینی تولید می‌کنند، و از بین بردن پایان عمر آن‌ها یک نگرانی زیست‌محیطی رو به رشد است زیرا وسایل نقلیه الکتریکی بیشتر در جاده‌های جهان پراکنده می‌شوند.

حدود 40 درصد از اثرات آب و هوایی ناشی از تولید باتری‌های لیتیوم یونی در طول استخراج و فرآوری مواد معدنی مورد نیاز آنها رخ می‌دهد. استخراج و پالایش مواد باتری و همچنین ساخت سلول‌ها، ماژول‌ها و بسته‌های باتری به مقادیر قابل توجهی انرژی نیاز دارد که باعث انتشار گازهای گلخانه‌ای می‌شود.

چین که بر زنجیره تامین جهانی باتری خودروهای الکتریکی تسلط دارد، حدود 60 درصد برق خود را از زغال سنگ، سوختی که گازهای گلخانه ای فشرده است، تامین می کند. بر اساس گزارش وال استریت ژورنال، استخراج معادن و تولید باتری های لیتیوم یونی برای آب و هوا از تولید باتری خودروهای سوخت فسیلی بدتر است. متوسط ​​تولید باتری لیتیوم یونی سه برابر بیشتر از باتری‌های معمولی از تقاضای انرژی تجمعی (CED) استفاده می‌کند.

دور انداختن باتری ها نیز یک تهدید آب و هوایی است. اگر باتری ها به محل دفن زباله ختم شوند، سلول های آنها می توانند سموم از جمله فلزات سنگین را آزاد کنند که می توانند به خاک و آب های زیرزمینی نفوذ کنند. نتایج تحقیقات استرالیا نشان داده است که 98.3 درصد از باتری‌های لیتیوم یونی به محل‌های دفن زباله ختم می‌شوند که خطر آتش‌سوزی در محل دفن زباله را افزایش می‌دهد و می‌تواند برای سال‌ها بسوزد. طبق گزارش ها، یک محل دفن زباله در شمال غربی اقیانوس آرام، ۱۲۴ آتش سوزی را بین ژوئن ۲۰۱۷ تا دسامبر ۲۰۲۰ به دلیل باتری های لیتیوم یونی ثبت کرده است. آتش‌سوزی‌ها به طور فزاینده‌ای متداول شده‌اند، به طوری که 21 مورد آتش‌سوزی در سال 2018 و 47 مورد در سال 2020 گزارش شده است.

بازیافت باتری‌های لیتیوم یونی به دلیل نگرانی‌های زیست‌محیطی مرتبط با زباله‌های زیست محیطی و افزایش تقاضا برای باتری‌ها با فروش بیشتر و بیشتر خودروهای الکتریکی، تحت فشار دولت‌ها قرار دارد. تنها حدود 5 درصد از باتری های لیتیومی جهان بازیافت می شوند، در حالی که 99 درصد باتری های سرب اسیدی خودرو در ایالات متحده بازیافت می شوند. با این حال، بازیافت باتری های لیتیومی می تواند خطرناک باشد.

برش بیش از حد در یک سلول یا در مکان نامناسب می تواند منجر به اتصال کوتاه، احتراق و انتشار دود سمی شود. از آنجایی که باتری ها از نظر شیمی و ساختار بسیار متفاوت هستند، ایجاد سیستم های بازیافت موثر دشوار است، و از آنجایی که سلول ها اغلب با چسب های قوی در کنار هم قرار می گیرند که جداسازی آنها را دشوار می کند، خرید فلزات تازه استخراج شده برای تولید کنندگان باتری اغلب ارزان تر است. مواد حتی با افزایش سریع قیمت ها.

با این حال، دولت ها نیاز به بازیافت را اعلام کرده اند. در سال 2018، چین که بزرگترین بازار خودروهای الکتریکی و تولید باتری لیتیوم یونی را دارد، قوانینی را برای ترویج استفاده مجدد از اجزای باتری الکتریکی وضع کرد. سال گذشته، اتحادیه اروپا قوانینی را برای بازیافت باتری تصویب کرد که بر اساس آن باید درصد معینی از مواد بازیافتی در ساخت باتری های جدید استفاده شود.

ترکیب باتری های لیتیوم یونی

باتری لیتیوم یونی شامل سلول‌هایی است که حاوی مواد فعال، یک سیستم مدیریت باتری و یک مجموعه ساختاری است که سلول‌ها در آن نصب شده‌اند. آلومینیوم به دلیل وزن سبک برای اجزای بدنه مهم است، اما همچنین یک ماده بسیار انرژی بر است و 17 درصد از ردپای کربن باتری را تشکیل می دهد. حدود 40 درصد از ردپای کربن باتری از مرحله استخراج، تبدیل و پالایش مواد فعال سلولی می‌آید که در آن نیکل، منگنز، کبالت و لیتیوم به پودر کاتد تبدیل می‌شوند. تولید واقعی سلول دومین فعالیت پر انرژی است که 20 درصد ردپای کربن را به دلیل انرژی مصرف شده در طول فرآیند تولید به خود اختصاص می دهد.

مسائل مربوط به استخراج مواد خام از باتری

دو نوع استخراج که معمولاً برای استخراج مواد معدنی برای باتری ها مورد استفاده قرار می گیرد، استخراج نواری و معدن نمک است. یکی از روش های اصلی استخراج لیتیوم به نام معدن نمک، از مقدار زیادی آب استفاده می کند که به داخل آب نمک پمپ می شود و آب نمک حاوی مواد معدنی را به سطح می آورد.

همانطور که آب تبخیر می شود، لیتیوم از مخلوط فیلتر می شود، اما فرآیند فشرده آب به طور بالقوه می تواند منبع آب را آلوده کند. بیش از نیمی از ذخایر لیتیوم جهان در منطقه ای به نام مثلث لیتیوم یافت می شود که شامل بخش هایی از رشته کوه های آند در آرژانتین، بولیوی و شیلی است. این منطقه یکی از خشک ترین نقاط جهان است و استخراج لیتیوم 65 درصد از آب منطقه را مصرف می کند. هر گونه افزایش تقاضا باعث افزایش فشار بر مشکلات آب در این منطقه خواهد شد.

کبالت همچنین برای وسایل نقلیه الکتریکی مورد نیاز است که بیشتر آنها در جمهوری دموکراتیک کنگو (DRC) استخراج می شوند. استخراج کبالت محصولات جانبی خطرناکی تولید می کند که می تواند محیط زیست را مسموم کند. سایت‌های معدن کبالت اغلب حاوی گوگرد هستند و زمانی که در معرض هوا و نفوذ آب به رودخانه‌ها، نهرها و سفره‌های زیرزمینی قرار می‌گیرند، اسید سولفوریک تولید می‌کنند. در کنگو از کار کودکان برای استخراج کبالت استفاده می شود و حدود 80 درصد از معادن صنعتی کبالت در جمهوری دموکراتیک کنگو متعلق به شرکت های چینی یا تامین مالی آن هستند.

نتیجه

باتری های وسایل نقلیه الکتریکی باید منابع طبیعی را استخراج کنند، آنها را پردازش کنند و مواد پر انرژی تولید کنند که سه برابر بیشتر از باتری های دیگر خودروها انرژی مصرف می کنند. علاوه بر این، زمانی که یک باتری به پایان چرخه عمر خود می رسد، معمولاً به عنوان زباله الکترونیکی در محل های دفن زباله دور انداخته می شود، که می تواند باعث نفوذ ترکیبات خطرناک به داخل زمین و همچنین باعث آتش سوزی بزرگ شود که به دلیل اندازه بزرگ کنترل آن دشوار است. . مخلوط کردن زباله های قابل احتراق با آنها بسیار دشوار است. بازیافت باتری برای دولت ها اولویت دارد، اما هزینه بر است زیرا هیچ استانداردی برای طراحی باتری وجود ندارد و دفع آنها دشوار است.

انتهای پیام

مراجع

https://www.azocleantech.com

Home

انتهای پیام