Ana Sayfa Ekonomi, Teknoloji 19 Ekim 2023 17 Görüntüleme

Hidrometalurji Elektrikli otomobil bataryalarının geri dönüşümünde rekor getirdi

Hidrometalurji kullanarak elektrikli otomobil bataryalarında bulunan alüminyumun yüzde 100'ünün ve lityumun yüzde 98'inin geri kazanılmasına olanak veriyor.

Hidrometalurji kullanarak elektrikli otomobil bataryalarında bulunan alüminyumun yüzde 100’ünün ve lityumun yüzde 98’inin geri kazanılmasına olanak veriyor.

Hidrometalurji genellikle bakır, altın, gümüş, uranyum ve nadir toprak elementleri dahil olmak üzere çeşitli metallerin çıkarılması için kullanılıyor. Bu süreç geleneksel yöntemlerin zor olduğu zaman ana geri dönüşüm yöntemi olarak seçilmekte. Chalmers University of Technology‘de Kimya ve Kimya Mühendisliği Bölümü doktora öğrencisi Léa Rouquette, yaptığı açıklamada “Şimdiye kadar hiç kimse oksalik asit kullanarak bu kadar fazla lityumu ayırırken aynı zamanda tüm alüminyumu da ayrıştırmak için tam olarak doğru koşulları bulmayı başaramadı. Tüm bataryalar alüminyum içerdiğinden, diğer metalleri kaybetmeden alüminyumu çıkarabilmemiz gerekiyor.” ifadelerini kullandı.

Lityum’un dünyada az bulunması ve Çin’e bağımlılık bu yöntemin ileride çok önemli bir lityum geri kazanımı sağlaması açısından önemli. Kullanılmış bir elektrikli araba batarya hücresinin , ince öğütülmüş siyah toz şeklindeki ezilmiş içeriği, şeffaf bir sıvı olan oksalik asit içinde çözündürülüyor. Belirli bir süre sonra siyah karışım süzülüyor. Alüminyum ve lityum, sıvıya karışırken, kobalt, nikel ve manganez gibi diğer metaller koyu renkli katıların içinde kalıyor. Araştırmacılar geliştirdikleri yöntemin ölçeğinin büyütülebileceğini ve gelecek yıllarda endüstride kullanılabileceğini söylüyor. 2025’te lityum kıtlığı yaşanabileceği söylenirken bu yöntem kritik öneme sahip olabilir.

Araştırmacılar, eski yöntemin bu yeni versiyonunda sıcaklık, konsantrasyon ve zamanı hassas bir şekilde ayarlayarak, ıspanak gibi bitkilerde bulunabilen ve çevreye ciddi zararı olmayan oksalik asidi kullanmak için yeni bir yöntem geliştirdiler. Yeni teknikle araştırmacılar, geleneksel hidrometalurji sırasını tersine çevirerek önce lityum ve alüminyumugeri kazanıyor. Bu da yeni piller üretmek için gereken değerli metal israfını azaltmalarını sağlıyor.

Kaynak: https://interestingengineering.com/innovation/new-method-recycles-98-of-lithium-from-electric-batterie

Elektrikli araçların bataryaları genellikle lityum (lityum karbonat) bazlı olmakla birlikte; ağırlıklı olarak kobalt, manganez, nikel, alüminyum ve grafit gibi birincil bileşenlerin karışımından oluşuyor. Örneğin; Tesla bataryası (S modeli özelinde) lityumun dışında kobalt, nikel ve alüminyumdan oluşurken, dünyanın en çok satan elektrikli aracı Nissan Leaf’in bataryası ise lityum-manganez alaşımlı olarak üretiliyor. Bu bileşenlerden bazıları nadir olarak bulunan maddeler iken, bir kısmına göreli olarak daha kolay ulaşılabiliyor.

Lityum, yumuşak dokulu ve açık gümüş renkli bir metal elementi türüdür. Doğada diğer elementlerle birlikte bulunan lityum, pil teknolojisinde iyon alaşımlı bir şekilde kullanılır. Elektrikli araçların geleceği için alternatif ham maddeler bulma yönünde çalışmalar gün geçtikçe artsa da lityum iyon (Li-Ion) teknolojisinin günümüzde sektörü domine ettiği söylenebilir. Ancak en iyi lityum iyon bataryanın 250 kwh/kg özgül enerji ürettiği düşünüldüğünde, bu; benzinin enerji yoğunluğunun yüzde 2’si, hidrojenin ise yalnızca yüzde 1’idir. Dolayısıyla bu bataryalar her ne kadar EV’lerde kullanılsa da yakın vadede uçak ve tren gibi araçlarda kullanılmayacağı öngörülmektedir.

5.2. Kobalt Nedir?

Kobalt, doğada diğer minerallerle birlikte bulunan gümüş-beyaz renkli bir geçiş metali elementidir. Pek çok sektörde geniş bir kullanım alanına sahip olan kobalta, demir gibi manyetik özellik kazandırılabilmektedir. Bu nedenle bu element, elektrikli araba pili üretiminde manyetik etki için alüminyum ve nikel ile alaşımlı olarak kullanılır.

5.3. Manganez Nedir?

Manganez, geçiş metali sınıfında yer alan griye dönük görünüme sahip bir elementtir. Batarya üretiminde iletken bir katkı maddesi olarak kullanılan manganez, pil hücrelerinin katot (pozitif kutup) kutbu için diğer elementlerle (lityum-nikel-kobalt) alaşımlı hale getirilir.

5.4. Lityum Karbonat Nedir?

Lityum karbonat, lityum tuzu olarak da bilinen ve beyaz toz görünümüne sahip olan inorganik bir bileşik türüdür. Diğer lityum ürünlerinin üretiminde kullanılan bu bileşik, ilaç ve elektronik endüstrilerinde geniş bir yer tutar. Lityum karbonat, batarya teknolojisinde ise lityum kobalt oksit elde edilmesinde kullanılır.

Çok uluslu yatırım bankası Goldman Sachs’ın yaptığı araştırmaya göre; 70 kwh bataryaya sahip olan Tesla S modelinde, 63 kilogram lityum karbonat eş değeri (lithium carbonate equivalent) ham madde kullanılmıştır. Bu da 10 bin telefonun içeriğindeki lityum pil ham maddesine eş değer bir miktar anlamına gelmektedir. Dolayısıyla elektrikli araçların pazar payında yüzde 1’lik artış olması, lityum karbonata olan talebin yıllık bazda 70 bin ton artacağını göstermektedir.

5.5. Grafit Nedir?

Grafit; grimsi-siyah renkli, yağlı ve esnek bir karbon minerali çeşididir. İyi elektrik iletkenliğinden dolayı pil teknolojisinde de kullanılan grafit, yardımcı malzeme olarak bataryadan en iyi verimin alınabilmesini sağlar. Yapılan yeni çalışmalarla, grafit tabakaları ayrılarak süper iletken bir malzeme olan grafen elde edilebilmektedir. Batarya teknolojisinin geleceği olarak görülen grafen piller, lityum pillere göre 7,5 kat daha fazla şarj edebilme kapasitesine sahiptir. Ayrıca lityumdan daha ucuz bir malzeme olmasıyla, batarya maliyetlerini büyük oranda düşüreceği de öngörülmektedir.

5.6. Nikel Nedir?

Nikel, korozyona karşı dayanıklı bir madde olarak genellikle diğer elementlerle alaşımlı kullanılan bir metal türüdür. Ayrıca diğer metalleri korumak amaçlı kaplama olarak da tercih edilen bu madde paslanmaz çelik, mıknatıs, para vb. gereçlerin üretiminde kullanılır. Pil teknolojisinde de bu özelliği doğrultusunda tüm batarya çeşitlerinin üretiminde önemli bir rol oynar.

5.7. Alüminyum Nedir?

Alüminyum, yumuşak bir metal türü olup doğada çoğunlukla boksit cevheri olarak bulunur. Oksitlenmeye karşı oldukça dirençli bir element olan alüminyum, hafif yapılı olması sayesinde uzay ve havacılık gibi önemli sektörlerde kritik bir yer tutmaktadır. Bu metal, modern EV bataryalarında nikel ve kobalt ile birlikte kullanılır. Ni-Co alkalin adıyla da bilinen bu şarj edilebilir piller, hızlı dolum ve yüksek performans özellikleriyle öne çıkar.

Yorumlar

Yorumlar (Yorum Yapılmamış)

Yazı hakkında görüşlerinizi belirtmek istermisiniz?

Dikkat! Suç teşkil edecek, yasadışı, tehditkar, rahatsız edici, hakaret ve küfür içeren, aşağılayıcı, küçük düşürücü, kaba, pornografik, ahlaka aykırı, kişilik haklarına zarar verici ya da benzeri niteliklerde içeriklerden doğan her türlü mali, hukuki, cezai, idari sorumluluk içeriği gönderen Üye/Üyeler’e aittir.

Tema Tasarım | Osgaka.com