باتری‌های لیتیوم یونی مخرب یا دوستدار طبیعت
ایسنا/خراسان رضوی انتقال سبز، وسایل نقلیه الکتریکی را به بازار سوق می‌دهد زیرا اعتقاد بر این است که گازهای گلخانه‌ای کمتری نسبت به خودروهای بنزینی دارند اما وسایل نقلیه الکتریکی به باتری‌های لیتیوم یونی نیاز دارند که در انتشار گازهای گلخانه‌ای حین استخراج و پردازش مواد خام مورد نیاز و دفع در پایان چرخه عمر خود مشکل دارند.
هر چه بیشتر و بیشتر خودروهای برقی به فروش می‌رسند، مشکلات ذاتی استخراج و دفع باتری‌ها افزایش می‌یابد. تولید باتری‌های لیتیوم یونی که انرژی خودروهای الکتریکی را تامین می‌کنند منجر به انتشار دی‌اکسید کربن بیشتر از تولید خودروهای بنزینی می‌شود و دفع آنها در پایان چرخه عمرشان نگرانی زیست‌محیطی رو به رشد است زیرا وسایل نقلیه برقی بیشتر و بیشتر در جاده‌های جهان پراکنده می‌شوند.
حدود ۴۰ درصد از تاثیرات آب‌وهوایی ناشی از تولید باتری‌های لیتیوم یونی حین استخراج و فرآوری مواد معدنی مورد نیاز آنهاست. استخراج و پالایش مواد باتری و ساخت سلول‌ها، ماژول‌ها و بسته‌های باتری به مقادیر قابل توجهی انرژی نیاز دارد که باعث انتشار گازهای گلخانه‌ای می‌شود.
چین که بر زنجیره تامین باتری خودروهای برقی جهان تسلط دارد، تقریباً ۶۰ درصد برق خود در این حوزه را از زغال سنگ – سوختی که گازهای گلخانه‌ای فشرده دارد – تامین می‌کند. بر اساس گزارش وال استریت ژورنال، استخراج و تولید باتری لیتیوم یونی برای آب‌وهوا بدتر از تولید باتری‌های خودروهای سوخت فسیلی است. تولید متوسط باتری لیتیوم یونی سه برابر بیشتر از تقاضای انرژی تجمعی (CED) استفاده می‌کند که در مقایسه با باتری‌های معمولی قرار دارد.
دور انداختن باتری‌ها نیز تهدید آب‌وهوایی است؛ اگر باتری‌ها به محل دفن زباله ختم شوند، سلول‌های آن می‌توانند سموم، ازجمله فلزات سنگین را آزاد که می‌توانند به خاک و آب‌های زیرزمینی نشت کنند. نتایج تحقیقی در استرالیا نشان داد که ۹۸.۳ درصد از باتری‌های لیتیوم یونی به محل‌های دفن زباله ختم می‌شوند و احتمال آتش‌سوزی در محل‌های دفن زباله را افزایش می‌دهند و می‌توانند سال‌ها بسوزند. گزارش شده است که محل دفن زباله‌ای در شمال غربی اقیانوس آرام بین ماه ژوئن ۲۰۱۷ تا دسامبر ۲۰۲۰ به دلیل باتری‌های لیتیوم یونی ۱۲۴ آتش‌سوزی ثبت کرده است. آتش‌سوزی‌ها به‌طور فزاینده‌ای رایج‌تر شده‌اند، به‌طوری‌که در سال ۲۰۱۸، ۲۱ مورد آتش‌سوزی و تا سال ۲۰۲۰ تعداد ۴۷ مورد گزارش ثبت شده است.
بازیافت باتری‌های لیتیوم یون به دلیل مشکلات زیست‌محیطی مرتبط با زباله‌های زیست‌محیطی و تقاضای فزاینده برای باتری‌ها با فروش بیشتر و بیشتر وسایل نقلیه الکتریکی توسط دولت‌ها تحت فشار قرار گرفته است. تنها حدود ۵درصد از باتری‌های لیتیومی جهان بازیافت می‌شوند در حالی که این رقم در مورد باتری‌های سرب خودرو در ایالات‌متحده ۹۹ درصد است، با این حال، بازیافت باتری‌های لیتیومی می‌تواند خطرناک باشد.
برش بیش از حد در یک سلول یا در مکان نامناسب می‌تواند منجر به اتصال کوتاه، احتراق و انتشار دودهای سمی شود. از آنجایی که باتری‌ها از نظر شیمی و ساختار بسیار متفاوت هستند، ایجاد سیستم‌های بازیافت کارآمد دشوار است و از آنجایی که سلول‌ها اغلب با چسب‌های محکمی که جدا کردن آنها را دشوار می‌کند، در کنار هم قرار می‌گیرند، خرید فلزات تازه استخراج‌شده برای باتری‌سازان اغلب ارزان‌تر از استفاده از مواد بازیافتی حتی با افزایش سریع قیمت‌هاست.
با این حال، دولت‌ها نیاز به مقداری بازیافت را اعلام کرده‌اند. در سال ۲۰۱۸، چین که بزرگترین بازار خودروهای برقی و تولید باتری لیتیوم یونی را دارد، قوانینی را با هدف 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 باتری‌های جدید استفاده شود.
ترکیب باتری‌های لیتیوم یونی
باتری لیتیوم یونی از سلول‌هایی تشکیل شده است که حاوی مواد فعال، سیستم مدیریت باتری و یک بسته‌بندی ساختاری است که سلول‌ها در آن نصب شده‌اند. آلومینیوم به دلیل وزن سبک آن برای اجزای بسته مهم است اما یک ماده بسیار انرژی بر محسوب می‌شود که نشان‌دهنده ۱۷ درصد ردپای کربن باتری است. حدود ۴۰ درصد ردپای کربن باتری از استخراج، تبدیل و مرحله پالایش مواد فعال سلول‌هایی می‌آید که در آن نیکل، منگنز، کبالت و لیتیوم به پودر کاتد تبدیل می‌شوند. تولید واقعی سلول دومین فعالیت پر انرژی است و ۲۰ درصد ردپای کربن را به دلیل انرژی مصرف شده در طول فرآیند تولید نشان می‌دهد.
مسائل مربوط به استخراج مواد اولیه باتری
دو نوع استخراج که معمولا برای استخراج مواد معدنی برای باتری‌ها مورد نیاز است، استخراج معادن روباز و استخراج آب نمک است. یکی از راه‌های اصلی استخراج لیتیوم به نام استخراج آب نمک از مقدار زیادی آب استفاده می‌کند که به داخل نمکدان پمپ می‌شود و آب شور حاوی مواد معدنی را به سطح می‌آورد.
زمانی که آب تبخیر می‌شود، لیتیوم از مخلوط فیلتر خواهد شد اما، فرآیند پرمصرف آب این پتانسیل را دارد که منبع آب را آلوده کند. بیش از نیمی از ذخایر لیتیوم زمین در منطقه‌ای به نام مثلث لیتیوم واقع شده است که بخش‌های کوه آند آرژانتین، بولیوی و شیلی را در بر می‌گیرد. این منطقه یکی از خشک‌ترین نقاط جهان است و استخراج لیتیوم ۶۵ درصد از آب منطقه را مصرف می‌کند. هر گونه افزایش تقاضا فشار بیشتری بر مسائل آب این منطقه وارد می‌کند.
همچنین برای وسایل نقلیه الکتریکی، کبالت مورد نیاز است که بیشتر آن در جمهوری دموکراتیک کنگو (DRC) استخراج می‌شود. استخراج کبالت محصولات جانبی خطرناکی تولید می‌کند که می‌تواند محیط زیست را سمی کند. سایت‌های معدن کبالت اغلب حاوی گوگرد هستند هنگامی که در معرض هوا و آب نفوذی به رودخانه‌ها، نهرها و آبزیان قرار می‌گیرند، اسید سولفوریک تولید می‌کنند. در کنگو برای استخراج کبالت از کودکان کار کمک می‌گیرند و حدود ۸۰ درصد از معادن صنعتی کبالت در جمهوری دموکراتیک کنگو تحت مالکیت یا تامین مالی شرکت‌های چینی است.
نتیجه
باتری‌های وسایل نقلیه الکتریکی نیاز به استخراج منابع طبیعی، پردازش آنها و تولید مواد دارند که انرژی بر هستند و سه برابر بیشتر از باتری‌های خودروهای دیگر انرژی مصرف می‌کنند. علاوه بر این، زمانی که یک باتری در پایان چرخه عمر خود است، معمولاً به‌عنوان زباله الکترونیکی در محل‌های دفن زباله دفع می‌شود که می‌تواند منجر به ورود ترکیبات خطرناک در خاک همچنین باعث آتش‌سوزی‌های بزرگ شود که به دلیل بزرگ بودن، کنترل آن به دلیل مقدار زباله قابل احتراقی که با آنها مخلوط می‌شود، بسیار دشوار است. بازیافت باتری‌ها توسط دولت‌ها دنبال می‌شود اما گران‌قیمت است زیرا هیچ استانداردی در طراحی باتری وجود ندارد و از بین بردن آنها دشوار است.
انتهای پیام
منابع
https://www.azocleantech.com
انتهای پیام
