إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون.. تقنية مصرية لخفض الانبعاثات
توصلت المصرية الدكتورة مي شتا إلى تقنية جديدة لـ إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون التي أصبح الاعتماد عليها توجهًا إستراتيجيًا لتخزين الطاقة وخفض الانبعاثات الكربونية، في ظل النمو العالمي المتسارع في استعمال المركبات الكهربائية وتطبيقات الطاقة المتجددة.
تقنية جديدة
وفازت الدكتورة شتا المُدرّسة بكلية الهندسة بالأكاديمية العربية للعلوم والتكنولوجيا والنقل البحري في مصر صاحبة التقنية بالمركز الأول في ملتقى الابتكارات والمشروعات لعام 2025 الذي نظّمته نقابة المهندسين المصرية، وحصلت على جائزة قيمتها 35 ألف جنيه (727.03 دولارًا أميركيًا).
ولم تعد إعادة تدوير البطاريات المستهلكة خيارًا ثانويًا، بل أصبحت ضرورة اقتصادية وبيئية لتقليل الاعتماد على التعدين التقليدي، وتقليل استهلاك الموارد الطبيعية، والحدّ من التلوث الناتج عن التخلص العشوائي من البطاريات الذي قد يؤدي إلى تلوث التربة والمياه بالمعادن الثقيلة.
خفض الانبعاثات الكربونية
وقالت الدكتورة مي شتا، إن تطوير تقنيات متقدمة مثل العمليات الهيدروميتالورجية باستعمال المذيبات الأيونية والمذيبات اليوتيكتية العميقة يسهم في تحقيق أهداف التنمية المستدامة، عبر تعزيز مفهوم الاقتصاد الدائري الذي يركّز على إعادة استعمال الموارد وتقليل الفاقد.
وأضافت أن هذا التوجه يتماشى مع أهداف رؤية مصر 2030 التي تدعو إلى التوسع في الاقتصاد الأخضر، وتحسين كفاءة استعمال الموارد، ودعم التحول نحو الصناعات النظيفة ذات الأثر البيئي المنخفض.
وتابعت أن الاستثمار في إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون المستهلكة يحقق عدّة مكاسب من بينها: تقليل الانبعاثات الكربونية، وتوفير فرص اقتصادية جديدة في مجال إعادة التدوير والتقنية الخضراء، ودعم قدرة الدولة على تلبية الطلب المتزايد على المعادن الحرجة دون الإضرار بالبيئة.
إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون
وأوضحت الدكتورة مي أن فكرة إعادة التدوير تقوم على عدّة خطوات، وهي: فرز البطاريات لتصنيفها حسب نوع الخلية والكيمياء المستعملة، والتفريغ عن طريق غمر بطاريات الليثيوم أيون في محلول ملحي مركّز لتفريغ الشحنة الكهربائية ومنع مخاطر الانفجار.
ويلي هذه الخطوات عملية التفكيك الميكانيكي، وذلك بإزالة الغلاف المعدني ثم الطحن جافًا أو رطبًا، ثم الفصل الفيزيائي عن طريق الغربلة والفصل المغناطيسي والكهروستاتيكي، للحصول على الكتلة السوداء الغنية بالمعادن.
ثم تأتي خطوة إزالة المادة الرابطة في أقطاب بطارية الليثيوم أيون لاسترجاع المعادن أو لإعادة استعمال الكاثود، وتُعدّ إزالة المادة الرابطة بمثابة الخطوة الأساسية في هذه العملية؛ نظرًا لأن وجودها يجعل الجزيئات تلتصق بالمجمع لذلك لجأت الباحثة لإذابة المادة الكيميائية باستعمال مذيبات مثل بعض المذيبات العضوية.
وقامت الباحثة بعد ذلك بإذابة وانتزاع المعادن أو المواد القابلة للذوبان من مادة صلبة باستعمال مذيب مناسب (حمضي، أو قلوي، أو مذيبات خضراء مثل المذيبات اليوتيكتية).
ورفعت هذه الطريقة كفاءة الاستخلاص إلى نسبة تجاوزت 95–100بالمئة لليثيوم والكوبالت والنيكل والمنغنيز، وتأتي الخطوة النهائية لفصل واسترجاع المعادن، والحصول على الليثيوم باسترجاعه باستعمال حامض الكبريتيك على هيئة كربونات الليثيوم وفوسفات الليثيوم بنسبة نقاء تجاوزت 99 بالمئة.
إعادة تدوير بطاريات الليثيوم النتائج والتطبيقات
وأظهرت النتائج أن استعمال المذيبات الأيونية واليوتيكتية يقلل استهلاك الطاقة والانبعاثات مقارنة بالعمليات الحرارية التقليدية، كما أن إعادة استعمال المذيبات عدّة مرّات يحافظ على كفاءتها ويقلل من التكلفة التشغيلية.
كما أشارت الباحثة المصرية إلى أن إعادة تصنيع الكاثودات باستعمال المواد المعاد تدويرها قد حققت أداءً كهروكيميائيًا مماثلًا للمواد الجديدة وخفضت التكلفة النهائية للإنتاج.
وأكدت الدراسة أن استعمال المذيبات الأيونية والمذيبات الخضراء يمثّل مستقبل عمليات إعادة التدوير للبطاريات المستهلكة، حيث يجمع بين الاستدامة والكفاءة وتقليل المخاطر البيئية.
وأكدت الدكتورة مي شتا أن اعتماد مثل هذه التقنيات على نطاق صناعي سيسهم بشكل كبير في تحقيق أهداف الاقتصاد الدائري، وضمان أمن الموارد في صناعة الطاقة النظيفة.