تعتبر حزمة البطارية في Tesla Model S إنجازًا هندسيًا معقدًا؛ الآلاف من الخلايا الأسطوانية مع مكونات من جميع أنحاء العالم تحول الليثيوم والإلكترونات إلى طاقة كافية لدفع السيارة مئات الكيلومترات ، مرارًا وتكرارًا ، دون انبعاثات من أنبوب العادم.
ولكن عندما تنتهي عمر البطارية ، تتلاشى فوائدها الخضراء. إذا انتهى بها المطاف في مكب النفايات ، يمكن أن تطلق خلاياه السموم المسببة للمشاكل ، بما في ذلك المعادن الثقيلة.
وتحذر عالمة المواد دانا طومسون من جامعة ليستر من أن إعادة تدوير البطارية يمكن أن يكون عملاً خطيراً. قطع عميقًا في خلية Tesla ، أو في المكان الخطأ ، ويمكن أن يتسبب في حدوث ماس كهربائي ، والاحتراق ، وإطلاق أبخرة سامة.
هذه مجرد واحدة من المشكلات العديدة التي تواجه الباحثين ، بما في ذلك طومسون ، الذين يحاولون معالجة مشكلة ناشئة: كيفية إعادة تدوير ملايين بطاريات السيارات الكهربائية (EV) التي يتوقع المصنعون إنتاجها خلال العقود القليلة القادمة. يقول طومسون ، زميل باحث في معهد فاراداي ، وهو مركز أبحاث يركز على قضايا البطاريات في المملكة المتحدة ، إن بطاريات المركبات الكهربائية الحالية “ليست مصممة حقًا لإعادة تدويرها”.
لم تكن هذه مشكلة كبيرة عندما كانت المركبات الكهربائية نادرة. لكن التكنولوجيا بدأت تنطلق الآن. قال العديد من شركات صناعة السيارات إنهم يخططون للتخلص التدريجي من محركات الاحتراق في غضون بضعة عقود ، ويتوقع محللو الصناعة أن 145 مليون سيارة كهربائية على الأقل ستكون على الطريق بحلول عام 2030 ، ارتفاعا من 11 مليون فقط العام الماضي. يقول طومسون: “بدأ الناس يدركون أن هذه مشكلة”.
الحكومات تتجه نحو المطالبة بمستوى معين من إعادة التدوير. في عام 2018 ، فرضت الصين قواعد جديدة تهدف إلى تعزيز إعادة استخدام مكونات بطاريات السيارات الكهربائية. من المتوقع أن يضع الاتحاد الأوروبي اللمسات الأخيرة على متطلباته الأولى هذا العام. في الولايات المتحدة ، لم تقدم الحكومة الفيدرالية بعد ولايات إعادة التدوير ، ولكن العديد من الولايات ، بما في ذلك كاليفورنيا – أكبر سوق للسيارات في البلاد – تستكشف وضع قواعدها الخاصة.
لن يكون الامتثال سهلاً. تختلف البطاريات بشكل كبير في الكيمياء والبناء ، مما يجعل من الصعب إنشاء أنظمة إعادة تدوير فعالة. وغالبًا ما يتم تثبيت الخلايا معًا باستخدام مواد لاصقة صلبة تجعل من الصعب تفكيكها. وقد ساهم ذلك في ظهور عقبة اقتصادية: غالبًا ما يكون شراء صانعي البطاريات معادن مستخرجة حديثًا أرخص من استخدام المواد المعاد تدويرها.
لاحظ الباحثون أن أساليب إعادة التدوير الأفضل لن تمنع التلوث فحسب ، بل تساعد الحكومات أيضًا على تعزيز أمنها الاقتصادي والوطني من خلال زيادة الإمدادات من معادن البطاريات الرئيسية التي تتحكم فيها دولة أو دول قليلة. “من ناحية ، يعد [التخلص من بطاريات السيارات الكهربائية] مشكلة في إدارة النفايات. وعلى الجانب الآخر ، إنها فرصة لإنتاج تيار ثانوي مستدام من المواد الحيوية “، كما يقول جافين هاربر ، الباحث في جامعة برمنغهام الذي يدرس قضايا سياسة السيارات الكهربائية.
لبدء إعادة التدوير ، تضع الحكومات والصناعة الأموال في مجموعة من المبادرات البحثية. ضخت وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) حوالي 15 مليون دولار في مركز ReCell لتنسيق الدراسات التي يجريها العلماء في الأوساط الأكاديمية والصناعية والمختبرات الحكومية. دعمت المملكة المتحدة مشروع ReLiB ، وهو جهد متعدد المؤسسات. تقول ليندا جاينز ، التي تعمل على إعادة تدوير البطاريات في مختبر أرجون الوطني التابع لوزارة الطاقة ، مع تزايد صناعة السيارات الكهربائية ، أصبحت الحاجة إلى التقدم ملحة. تقول: “كلما أسرعنا في تحريك كل شيء ، كان ذلك أفضل”.
يتم تصنيع بطاريات EV بشكل يشبه الدمى المتداخلة. عادةً ما تحتوي الحزمة الرئيسية على عدة وحدات ، كل منها مبني من العديد من الخلايا الأصغر . داخل كل خلية ، تتحرك ذرات الليثيوم عبر إلكتروليت بين أنود الجرافيت وصفيحة الكاثود المكونة من أكسيد معدني. عادة ما يتم تعريف البطاريات بالمعادن الموجودة في الكاثود. هناك ثلاثة أنواع رئيسية: النيكل – الكوبالت – الألمنيوم ، الحديد – الفوسفات ، والنيكل – المنغنيز – الكوبالت.
الآن ، تستهدف القائمين بإعادة التدوير بشكل أساسي المعادن الموجودة في القطب السالب ، مثل الكوبالت والنيكل ، التي تجلب أسعارًا عالية. (الليثيوم والجرافيت رخيصان للغاية بحيث لا يمكن إعادة تدويرهما اقتصاديًا.) ولكن بسبب الكميات الصغيرة ، فإن المعادن تشبه الإبر في كومة قش: يصعب العثور عليها واستعادتها.
إقرأ أيضا:
الجيل القادم من “فورد ترانزيت” ستكون كهربائية بالكامل في عام 2023
