أصبح الاعتماد على بطاريات الليثيوم أيون توجهًا إستراتيجيًا لتخزين الطاقة وخفض الانبعاثات الكربونية، في ظل النمو العالمي المتسارع في استعمال المركبات الكهربائية وتطبيقات الطاقة المتجددة.
ومع ذلك، فقد تسببت هذه الثورة التقنية في تحديات كبرى على مستوى سلاسل التوريد العالمية، ولا سيما في ظل محدودية المعادن الأرضية النادرة، مثل الليثيوم والكوبالت والنيكل، وارتفاع أسعارها.
ولم تعد إعادة تدوير البطاريات المستهلكة خيارًا ثانويًا، بل أصبحت ضرورة اقتصادية وبيئية لتقليل الاعتماد على التعدين التقليدي، وتقليل استهلاك الموارد الطبيعية، والحدّ من التلوث الناتج عن التخلص العشوائي من البطاريات الذي قد يؤدي إلى تلوث التربة والمياه بالمعادن الثقيلة.
وفي هذا الإطار، توصلت المُدرّسة بكلية الهندسة بالأكاديمية العربية للعلوم والتكنولوجيا والنقل البحري، الدكتورة مي شتا، إلى تقنية جديدة لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون.
وفازت هذه التقنية بالمركز الأول في ملتقى الابتكارات والمشروعات لعام 2025 الذي نظّمته نقابة المهندسين المصرية، وحصلت على جائزة قيمتها 35 ألف جنيه (727.03 دولارًا أميركيًا).
خفض الانبعاثات الكربونية
قالت الدكتورة مي شتا -خلال تصريحات خاصة إلى منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن)-، إن تطوير تقنيات متقدمة مثل العمليات الهيدروميتالورجية باستعمال المذيبات الأيونية والمذيبات اليوتيكتية العميقة يسهم في تحقيق أهداف التنمية المستدامة، عبر تعزيز مفهوم الاقتصاد الدائري الذي يركّز على إعادة استعمال الموارد وتقليل الفاقد.
وأضافت أن هذا التوجه يتماشى مع أهداف رؤية مصر 2030 التي تدعو إلى التوسع في الاقتصاد الأخضر، وتحسين كفاءة استعمال الموارد، ودعم التحول نحو الصناعات النظيفة ذات الأثر البيئي المنخفض.
وتابعت أن الاستثمار في إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون المستهلكة يحقق عدّة مكاسب من بينها: تقليل الانبعاثات الكربونية، وتوفير فرص اقتصادية جديدة في مجال إعادة التدوير والتقنية الخضراء، ودعم قدرة الدولة على تلبية الطلب المتزايد على المعادن الحرجة دون الإضرار بالبيئة.
ويوضّح الإنفوغرافيك التالي -الذي أعدّته منصة الطاقة المتخصصة- خطوات إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون:
إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون
أوضحت الدكتورة مي أن فكرة إعادة التدوير تقوم على عدّة خطوات، وهي: فرز البطاريات لتصنيفها حسب نوع الخلية والكيمياء المستعملة، والتفريغ عن طريق غمر بطاريات الليثيوم أيون في محلول ملحي مركّز لتفريغ الشحنة الكهربائية ومنع مخاطر الانفجار.
يلي هذه الخطوات عملية التفكيك الميكانيكي، وذلك بإزالة الغلاف المعدني ثم الطحن جافًا أو رطبًا، ثم الفصل الفيزيائي عن طريق الغربلة والفصل المغناطيسي والكهروستاتيكي، للحصول على الكتلة السوداء الغنية بالمعادن.
ثم تأتي خطوة إزالة المادة الرابطة في أقطاب بطارية الليثيوم أيون لاسترجاع المعادن أو لإعادة استعمال الكاثود، وتُعدّ إزالة المادة الرابطة بمثابة الخطوة الأساسية في هذه العملية؛ نظرًا لأن وجودها يجعل الجزيئات تلتصق بالمجمع لذلك لجأت الباحثة لإذابة المادة الكيميائية باستعمال مذيبات مثل بعض المذيبات العضوية.
وقامت الباحثة -بعد ذلك- بإذابة وانتزاع المعادن أو المواد القابلة للذوبان من مادة صلبة باستعمال مذيب مناسب (حمضي، أو قلوي، أو مذيبات خضراء مثل المذيبات اليوتيكتية).
ورفعت هذه الطريقة كفاءة الاستخلاص إلى نسبة تجاوزت 95–100% لليثيوم والكوبالت والنيكل والمنغنيز، وتأتي الخطوة النهائية لفصل واسترجاع المعادن، والحصول على الليثيوم باسترجاعه باستعمال حامض الكبريتيك على هيئة كربونات الليثيوم وفوسفات الليثيوم بنسبة نقاء تجاوزت 99%.
النتائج والتطبيقات
أظهرت النتائج أن استعمال المذيبات الأيونية واليوتيكتية يقلل استهلاك الطاقة والانبعاثات مقارنة بالعمليات الحرارية التقليدية، كما أن إعادة استعمال المذيبات عدّة مرّات يحافظ على كفاءتها ويقلل من التكلفة التشغيلية.
كما أشارت الباحثة المصرية -في تصريحاتها إلى منصة الطاقة المتخصصة- إلى أن إعادة تصنيع الكاثودات باستعمال المواد المعاد تدويرها قد حققت أداءً كهروكيميائيًا مماثلًا للمواد الجديدة وخفضت التكلفة النهائية للإنتاج.
وأكدت الدراسة أن استعمال المذيبات الأيونية والمذيبات الخضراء يمثّل مستقبل عمليات إعادة التدوير للبطاريات المستهلكة، حيث يجمع بين الاستدامة والكفاءة وتقليل المخاطر البيئية.
ويوضّح الإنفوغرافيك التالي -الذي أعدّته منصة الطاقة المتخصصة- خطوات إعادة تدوير بطاريات الليثيوم:
وأكدت الدكتورة مي شتا أن اعتماد مثل هذه التقنيات على نطاق صناعي سيسهم بشكل كبير في تحقيق أهداف الاقتصاد الدائري، وضمان أمن الموارد في صناعة الطاقة النظيفة.
موضوعات متعلقة..
اقرأ أيضًا..
