Her gün kullandığımız aygıtların vazgeçilmezi olan lityum-iyon pillerinin hammaddesi git gide azalıyor. Bilhassa de olmazsa olmaz olan lityum, dünya genelinde gittikçe daha fazla talep görüyor ve kıymetleniyor. Günümüzde kullanılmış pillerden bilhassa nikel, kobalt, bakır, alüminyum ve çelik geri kazanılıyor ve tekrar bedellendiriliyor. Ancak lityumun geri kazanılması güç ve masraflı. Usullerin birçoğu çok fazla güç gerektirdiği üzere ekseriyetle ziyanlı yan eserler de bırakıyorlar.
Yeni bir prosedür daha hesaplı ve daha az güçle etrafa hassas bir geri dönüşüm sağlıyor. Geri dönüşüm, pillerin, bilyeli bir değirmende kolay bir halde öğütülmesiyle başlıyor. Bu halde pildeki lityum bileşikleri, katotta bulunan alüminyum ile daha fazla temas ediyor. Katotta toplayıcı olarak kullanılan bu materyal indirgeyici husus vazifesini görüyor. Alüminyum, lityum kobalt oksit, lityum manganez oksit, ile lityum demir fosfor oksit ve kobalt, manganez ve nikel ile lityum oksit dahil olmak üzere pil katodu yaygın lityum bileşikleriyle tepkiye giriyor. Üç saatlik öğütmenin sonunda, lityum oksit ve alüminyum oksitten oluşan metalik bir bileşimin karışımı ortaya çıkıyor. Demir yahut kobalt üzere manyetik metaller, bir mıknatıs yardımıyla temizleniyor.
Bundan sonra ise bu karışım suda çözülüyor süzülüyor ve buharlaştırılarak yine kristalleştiriliyor. Bu formda hammadde olarak istenen lityum karbonatı ve bir lityum alüminyum hidroksihidratı (LACCH) oluşuyor. Çabucak akabinde gerçekleştirilen temizlikle bu kristalleşmiş toz, yaklaşık olarak 350 derece ısıtılır. Bu formda LACCH lityum karbonat ve alüminyum karbonat olarak tepkiyor. Suda yine çözüldüğünde, yalnızca lityum karbonat çözünürken alüminyum karbonat katı kalıyor ve süzülebiliyor. Bu adımlardan sonra geriye yalnızca saf lityum karbonat yani yeni lityum iyon akülerin üretimi için gereken temel husus kalıyor.
ÇEVREYE DUYARLI
Testler bu mekanik/kimyasal teknikle, lityum iyon pillerindeki lityumun yüzde 55/76’sının geri dönüştürebilir olduğunu göstermiş. Ve halihazırdaki tekniklerin bilakis, ne asit ne de öbür başka kimyasallar ve çok yüksek sıcaklıklar gerekiyor. Tüm bunlar ise yolu etrafa hassas ve güç tasarruflu hale getiriyor. Bilim beşerlerine nazaran yeni prosedür, lityum iyon pillerinin gelecekte çok daha kolay ve hesaplı bir formda geri dönüştürmenin yollarını açmış oldu.
Universal and efficient extraction of lithium for lithium-ion battery recycling using mechanochemistry, Communications Chemistry, 28.03.2023.
