Elektrikli araçlar ve tüketici elektroniğinin kalbi olan lityum iyon pillerin (LIB) ham madde tedariki, küresel sanayinin en stratejik konularından biri haline geldi. Artan talep ve kaynak kıtlığı endişeleri sürerken, Illinois Üniversitesi Urbana-Champaign’den bir araştırma ekibi, lityum geri kazanımında oyunun kurallarını değiştirebilecek bir teknolojiye imza attı. ACS Energy Letters dergisinde yayımlanan çalışmaya göre, geliştirilen yeni elektrokimyasal süreç, atık pillerdeki lityumu diğer metallerden "bir sünger gibi" çekerek ayrıştırıyor.
SEÇİCİ POLİMER TEKNOLOJİSİ
Mevcut geri dönüşüm yöntemlerinde en büyük zorluk, lityumun diğer metallerle (nikel, kobalt, demir) karışık halde bulunmasıydı. Kimya ve Biyomoleküler Mühendislik Profesörü Xiao Su liderliğindeki ekip, bu sorunu aşmak için özel bir kopolimer geliştirdi. Süreç, pillerin sökülmesi ve metallerin organik bir çözücüye sızdırılmasıyla başlıyor. Ardından, redoks aktif bir taç eter kopolimeri ile kaplanmış elektrotlar devreye giriyor.
Profesör Su, geliştirdikleri yöntemi şöyle özetledi: "Asıl zorluk, lityum geri kazanım akışlarında diğer metallerin varlığıdır. Bunu aşmak için lityumu seçici olarak doğrudan organik çözücülerden yakalayan ve elektrokimyasal olarak yeniden üretilebilen bir malzeme tasarladık." Sistemde kullanılan (12-taç-4)metil metakrilat ve ferrosenilpropil metakrilamid bileşenleri, voltaj uygulandığında lityum iyonlarını hapsediyor. Voltaj tersine çevrildiğinde ise polimer, yakaladığı saf lityumu serbest bırakıyor. Bu döngüsel işlem, karmaşık atık sularında bile yüksek seçicilikle çalışıyor.
REKABETÇİ FİYAT AVANTAJI
Araştırmanın en dikkat çeken boyutu ise ekonomik uygulanabilirliği. Yapılan tekno-ekonomik analizler, bu yöntemle geri kazanılan lityumun kilogram maliyetinin yaklaşık 12,7 ABD doları olduğunu ortaya koydu. Bu rakam, mevcut piyasa fiyatlarıyla rekabet edebilir düzeyde olmasıyla sanayiciler için büyük önem taşıyor. Enerji verimliliği yüksek olan bu sistem, kimyasal kullanımını minimize ederek geleneksel madencilik yöntemlerine göre daha düşük maliyetli bir alternatif oluşturuyor.
SÜRDÜRÜLEBİLİR TEDARİK ZİNCİRİ
Yeni yöntem, sadece maliyet avantajı değil, aynı zamanda çevresel sürdürülebilirlik de vaat ediyor. Asit bazlı işlemler yerine elektrostatik itme gücünü kullanan bu 'elektrikle çalışan adsorban platformu', madencilik faaliyetlerinin yarattığı çevresel tahribatı azaltma potansiyeli taşıyor.
Araştırmacılar, kavram kanıtlama aşamasındaki sonuçların ümit verici olduğunu, ancak sistemin endüstriyel ölçeğe taşınması için süreç modellemesi çalışmalarının devam etmesi gerektiğini belirtiyor. Bu teknolojinin ticarileşmesi, lityum tedarik güvenliğini artırarak, daha dairesel ve dışa bağımlılığı azaltılmış bir ham madde zinciri oluşturulmasına katkı sağlayacak.
