1. लिथियम आयरन फॉस्फेट के पुनर्चक्रण के बाद प्रदूषण संबंधी समस्याएं
बिजली बैटरी पुनर्चक्रण बाजार बहुत बड़ा है, और संबंधित अनुसंधान संस्थानों के अनुसार, चीन में सेवानिवृत्त बिजली बैटरी का कुल संचयी उत्पादन 2025 तक 137.4 मेगावाट घंटे तक पहुंचने की उम्मीद है।
लेना लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरीउदाहरण के तौर पर, संबंधित सेवानिवृत्त बिजली बैटरियों के पुनर्चक्रण और उपयोग के मुख्य रूप से दो तरीके हैं: एक है कैस्केड उपयोग, और दूसरा है विघटन और पुनर्चक्रण।
कैस्केड उपयोग से तात्पर्य लिथियम आयरन फॉस्फेट पावर बैटरियों के उपयोग से है, जिनकी विघटन और पुनर्संयोजन के बाद 30% से 80% तक शेष क्षमता होती है, और उन्हें ऊर्जा भंडारण जैसे कम ऊर्जा घनत्व वाले क्षेत्रों में लागू करना है।
नाम से ही स्पष्ट है कि, विघटन और पुनर्चक्रण का तात्पर्य लिथियम आयरन फॉस्फेट पावर बैटरी को तब विघटित करना है जब शेष क्षमता 30% से कम हो जाती है, और सकारात्मक इलेक्ट्रोड में लिथियम, फॉस्फोरस और आयरन जैसे उनके कच्चे माल की पुनर्प्राप्ति करना है।
लिथियम-आयन बैटरियों को अलग करने और उनका पुनर्चक्रण करने से पर्यावरण की रक्षा के लिए नए कच्चे माल के खनन को कम किया जा सकता है और इसका बहुत बड़ा आर्थिक मूल्य भी है, जिससे खनन लागत, विनिर्माण लागत, श्रम लागत और उत्पादन लाइन लेआउट लागत में काफी कमी आती है।
लिथियम-आयन बैटरी को अलग करने और पुनर्चक्रण की प्रक्रिया में मुख्य रूप से निम्नलिखित चरण शामिल हैं: सबसे पहले, बेकार लिथियम बैटरियों को इकट्ठा करना और वर्गीकृत करना, फिर बैटरियों को अलग करना और अंत में धातुओं को अलग करना और उनका शोधन करना। इस प्रक्रिया के बाद, प्राप्त धातुओं और सामग्रियों का उपयोग नई बैटरियों या अन्य उत्पादों के उत्पादन में किया जा सकता है, जिससे लागत में काफी बचत होती है।
हालांकि, अब बैटरी रीसाइक्लिंग कंपनियों के एक समूह सहित, जिनमें निंगडे टाइम्स होल्डिंग कंपनी लिमिटेड की सहायक कंपनी ग्वांगडोंग बैंगपु सर्कुलर टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड भी शामिल है, सभी एक जटिल समस्या का सामना कर रहे हैं: बैटरी रीसाइक्लिंग से जहरीले उप-उत्पाद उत्पन्न होंगे और हानिकारक प्रदूषक उत्सर्जित होंगे। बाजार को बैटरी रीसाइक्लिंग से होने वाले प्रदूषण और विषाक्तता को कम करने के लिए नई तकनीकों की तत्काल आवश्यकता है।
2. एलबीएनएल ने बैटरी रीसाइक्लिंग के बाद प्रदूषण की समस्याओं को हल करने के लिए नई सामग्री की खोज की।
हाल ही में, संयुक्त राज्य अमेरिका में लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी (एलबीएनएल) ने घोषणा की है कि उन्होंने एक नई सामग्री की खोज की है जो केवल पानी का उपयोग करके अपशिष्ट लिथियम-आयन बैटरी को रीसायकल कर सकती है।
लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला की स्थापना 1931 में हुई थी और इसका प्रबंधन कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय द्वारा अमेरिकी ऊर्जा विभाग के विज्ञान कार्यालय के लिए किया जाता है। इसे 16 नोबेल पुरस्कार मिल चुके हैं।
लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी द्वारा आविष्कृत इस नए पदार्थ को क्विक-रिलीज़ बाइंडर कहा जाता है। इस पदार्थ से बनी लिथियम-आयन बैटरियों को आसानी से पुनर्चक्रित किया जा सकता है, ये पर्यावरण के अनुकूल और विषैली नहीं होती हैं। इन्हें केवल खोलकर क्षारीय जल में डालना होता है और आवश्यक तत्वों को अलग करने के लिए धीरे से हिलाना होता है। फिर, धातुओं को पानी से छानकर अलग कर लिया जाता है और सुखा दिया जाता है।
मौजूदा लिथियम-आयन रीसाइक्लिंग की तुलना में, जिसमें बैटरियों को छोटे-छोटे टुकड़ों में काटकर और पीसकर धातु और तत्वों को अलग करने के लिए दहन किया जाता है, यह प्रक्रिया गंभीर रूप से विषाक्त है और पर्यावरण के लिए भी खराब है। नई सामग्री इससे बिलकुल अलग है।
सितंबर 2022 के अंत में, इस तकनीक को आर एंड डी 100 पुरस्कारों द्वारा 2022 में विश्व स्तर पर विकसित 100 क्रांतिकारी प्रौद्योगिकियों में से एक के रूप में चुना गया था।
जैसा कि हम जानते हैं, लिथियम-आयन बैटरी में धनात्मक और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड, एक विभाजक, इलेक्ट्रोलाइट और संरचनात्मक सामग्री होती है, लेकिन लिथियम-आयन बैटरी में इन घटकों को कैसे संयोजित किया जाता है, यह अच्छी तरह से ज्ञात नहीं है।
लिथियम-आयन बैटरियों में, बैटरी की संरचना को बनाए रखने वाला एक महत्वपूर्ण पदार्थ चिपकने वाला पदार्थ होता है।
लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेटरी के शोधकर्ताओं द्वारा खोजा गया नया क्विक-रिलीज़ बाइंडर पॉलीएक्रिलिक एसिड (पीएए) और पॉलीइथिलीन इमाइन (पीईआई) से बना है, जो पीईआई में धनात्मक आवेशित नाइट्रोजन परमाणुओं और पीएए में ऋणात्मक आवेशित ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच बंधों द्वारा जुड़े होते हैं।
जब क्विक-रिलीज़ बाइंडर को सोडियम हाइड्रॉक्साइड (Na+OH-) युक्त क्षारीय जल में रखा जाता है, तो सोडियम आयन अचानक चिपकने वाले स्थान में प्रवेश कर जाते हैं, जिससे दोनों पॉलिमर अलग हो जाते हैं। अलग हुए पॉलिमर तरल में घुल जाते हैं, जिससे इलेक्ट्रोड के सभी अंतर्निहित घटक मुक्त हो जाते हैं।
लागत की दृष्टि से, लिथियम बैटरी के पॉजिटिव और नेगेटिव इलेक्ट्रोड के निर्माण में उपयोग किए जाने पर, इस चिपकने वाले पदार्थ की कीमत दो सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले पदार्थों की कीमत का लगभग दसवां हिस्सा है।
पोस्ट करने का समय: 25 अप्रैल 2023