ورقة بحثية لفريق مصري عن إعادة تدوير بطاريات الليثيوم بقائمة ويلي الأمريكية

أدرجت دار نشر ويلي الأمريكية الرائدة في التعليم والبحث مؤخرًا ورقة بحثية للدكتور ناجح علام، أستاذ علوم وهندسة المواد بالجامعة الأمريكية بالقاهرة وفريق من طلاب الدراسات العليا في برنامج تكنولوجيا النانو بالجامعة عن إعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون كأحد أهم الأبحاث المستشهد بها في 2021-2022.
تم نشر الورقة البحثية العام الماضي من قبل دورية ChemElectroChem، إحدى الدوريات الأكاديمية الرائدة في العالم في مجال تحويل الطاقة وتخزينها.
يعمل «علام» وفريقه على طرق مبتكرة وآمنة لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون، فبينما يتم إعادة تدوير ما يقرب من 90% من بطاريات الليثيوم أيون المستخدمة في الهواتف المحمولة والكاميرات وأجهزة الكومبيوتر المحمولة (اللاب توب) والكاميرات والأجهزة الإلكترونية الأخرى، فإنها تفتقر إلى وجود معيار عالمي لإعادة التدوير ويمكنها أن تشكل خطرًا إذا لم يتم التخلص منها بالشكل الصحيح.
طبقًا ل«علام» فإنه لا يوجد بروتوكول في مصر لإعادة تدوير البطاريات المستهلكة بطريقة آمنة، كما أن التخلص من هذه البطاريات، بالطريقة المتبعة حاليًا، له تأثير ضار على البيئة حيث يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى انفلات حراري واندلاع النيران وحدوث انفجارات بسبب مكونات البطاريات، بالإضافة إلى ذلك تحتوي هذه البطاريات على معادن ثمينة ومواد أخرى يمكن استعادتها ومعالجتها وإعادة استخدامها.
وتتمثل إحدى الفوائد الهامة لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون هو استخدامها في صناعة السيارات الكهربائية، فالسيارات الكهربائية تساعد في التقليل من استهلاك الزيوت وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون، علاوة على ذلك، تعتبر النفايات الإلكترونية (من بطاريات الليثيوم أيون) مصدرًا قيمًا لتحقيق اقتصاد دائري مستقبلاً (يعتمد على تعزيز كفاءة استهلاك الموارد الطبيعية وتقليل الهدر) والاستدامة، فكل منتج يحتوي على مادة مختلفة ويجب إعادة تدويره بشكل مختلف.
وتعتبر النفايات الإلكترونية صناعة حيوية تنمو بنحو 2 مليون طن سنوياً ومن المتوقع أن تصل إلى 74.4 مليون طن بحلول 2030.
وقال «علام» إن هناك الأن ما يقدر بنحو 16 مليون سيارة كهربائية تنطلق على الطرق في جميع أنحاء العالم وتستهلك نحو 30 تيرا واط/ساعة سنوياً، في 2021 زادت مبيعات السيارات الكهربائية بأكثر من الضعف لتصل إلى 6.6 مليون سيارة، وهو ما يمثل حوالي 9% من سوق السيارات العالمي وأكثر من ثلاثة أضعاف حصتها في السوق مقارنة بعاميين سابقين.
وأشار إلى أن كل صافي النمو الذي تحقق في مبيعات السيارات العالمية في 2021 جاء من السيارات الكهربائية، ومع ذلك، بحسب علام، فإن التقدم في تصنيع السيارات الكهربائية يعوقه عدم كفاية المعروض من المواد الخام اللازمة لتصنيع البطاريات الخاصة بتشغيل هذه السيارات، خاصة الليثيوم.
أضاف «علام»: «تناولنا هذه الأمور في ورقتنا البحثية، ونجحنا في وضع بروتوكولات لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون وكذلك استخراج المواد الخام في صورة نقية للغاية»، مضيفًا أنه للتأكد من أداء وعمل المواد المستعادة، قام الفريق ببناء أجهزة تكثيف فائقة الأداء باستخدام تلك المواد المعاد تدويرها.
وتابع: «ستوفر هذه التكنولوجيا وسيلة جديدة للحصول على المواد الخام اللازمة لتصنيع أجهزة تخزين للطاقة التي ستفيد صناعة السيارات الكهربائية وكذلك ستعظم الفائدة الاقتصادية للمخلفات الالكترونية مما سيكون لها تأثير كبير على مصر والمنطقة والعالم بأسره».