بازیافت باتری چیست و چگونه انجام می شود؟

برای چندین دهه و تا همین اواخر باتری ها به عنوان زباله های خطرناک در نظر گرفته می شدند. ولی آنها می توانند به عنوان منابع با ارزش مواد اولیه عمل کنند و آنها را مجددا به زنجیره تولید بازگردانند. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می گردد.

باتریها اغلب حاوی نیکل ، منگنز ، کبالت و لیتیوم هستند که چهار ماده اولیه بسیار مهم و مفید می باشند که استخراج و استفاده از آنها هزینه های زیادی دارد. بنابراین استفاده چندباره آنها به صرفه جویی در هزینه ها و حفظ مواد اولیه کمک می کند.

بازیافت باتری در کشورهای مختلف به روش های مختلف صورت می گیرد تا از هدر رفتن این منابع و آلودگی محیط زیست جلوگیری شود. بازیافت باتری خودرو یکی از این فرآیندهاست که در برخی کشورها صورت می گیرد.

اکنون حدود ۹۰ درصد باتری های اسید – سرب بازیافت می شوند. شرکت های احیا کننده باتری های فرسوده را برای پردازش مجدد و تولید محصولات جدید به صنایع مختلف می فرستند.

بازیافت باتری چگونه انجام می شود؟

در مراکز بازیافت باتری ابتدا بازدهی باتری مطابق با معیارهای مشخص شده مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. پس از آن ، دو مسیر وجود دارد: یا به باتری اصطلاحاً “عمر دوم” داده می شود یا آن را بازیافت می کنند.

عمر دوم برای باتری ها با شارژ مجدد آنها صورت می گیرد. این کار در ایستگاه های شارژ سریع صورت می گیرد. آنها بر اساس اصل پاوربانک کار می کنند که اکثر مردم با استفاده از آنها برای شارژ تلفن های همراه آشنا هستند.

متناوباً ، ایستگاه های شارژ سریع به اتصالات برق مجهز هستند  بنابراین در سفرهای طولانی در آزادراه ها و بزرگراه ها گزینه شارژ سریع را برای رانندگان الکترونیکی فراهم می کنند. باتری های قابل شارژ به طور ایده آل برای همه این برنامه ها مناسب هستند.

 علت بازیافت باتری چیست؟

تقاضای روزافزون جهانی برای باتری عمدتا به دلیل افزایش فراگیری محصولات پرتابل قابل حمل مانند تلفن های همراه و دوربین های ویدئویی ، اسباب بازی ها و لپ تاپ است. هر ساله مصرف کنندگان این دستگاه ها میلیاردها باتری از بین می برند که همگی حاوی مواد سمی یا خورنده هستند.

بعضی از باتری ها حاوی فلزات سمی مانند کادمیوم و جیوه ، سرب و لیتیوم هستند که در صورت دفع نادرست به زباله های خطرناکی تبدیل شده و سلامت انسان و محیط زیست را تهدید می کنند. تولیدکنندگان و خرده فروشان به طور مداوم در تلاشند تا با تولید طرح هایی که قابلیت بازیافت بیشتری دارند و مواد سمی کمتری ایجاد می کنند از اثرات زیست محیطی باتری ها بکاهند. استفاده از روش بازیافت باطری فرسوده تأثیرات زیست محیطی باتری ها را کاهش می دهد.

مثلا حدود۹۰% جیوه‌ و ۵۰٪ کادمیوم موجود در زباله‌های خشک شهری مربوط به باتری‌های قلمی دور ریخته شده است بنابراین بازیافت باتری قلمی می تواند کمک بزرگی در بازیافت این فلزات و جلوگیری از آلودگیهای زیست محیطی باشد.

انواع باتری و روش های بازیافت آنها

باتری‌های خشک قابل شارژ

تولید و عرضه باتری‌های قابل شارژ به سرعت در حال توسعه است و این باتری ها در لوازم الکترونیکی به دلیل عمر طولانی کاربرد گسترده ای دارند ولی در نهایت وارد چرخه بازیافت شوند. برخی از انواع باتری‌های قابل شارژ پرمصرف عبارتند از:

باتری‌های نیکل- کادمیم

این باتریها در لوازم الکترونیک  بی ‌سیم، ابزارهای آزمایشگاهی – پزشکی و سامانه‌های هشدار دهنده استفاده می شوند. البته به دلیل خطر کادمیم برای سلامت انسان ها تولید آنها کاهش یافته است. بازیافت باتری نیکل– کادمیوم از طریق فلزکاری حرارتی صورت می گیرد. کادمیم استخراج شده به دلیل خلوص %۹۹.۹ مجددا  در ساخت باتری‌ ها مورد استفاده قرار گرفته و آهن و نیکل نیز در ساخت فولاد بکار می روند.

باتری‌های نیکل- فلزی

این باتریها عمل طولانی تری نسبت به باتریهای نیکل کادمیم دارند و برای محیط‌ زیست خطر زیادی ندارند در نتیجه می ‌توانند به عنوان جایگزین باتری‌های NiCd مورد استفاده قرار بگیرند. این باتریها با روش‌های مکانیکی بازیافت می ‌شوند. بدین ترتیب که پلاستیک، هیدروژن و نیکل از یکدیگر جدا شده و نیکل بازیافت شده و در ساخت فولاد ضد زنگ مورد استفاده قرار می گیرد.

باتری‌های یون- لیتیم

این باتریها نسبت به انواع فوق توانایی ذخیره انرژی بیشتری دارند و در دوربین‌ ها، لپ ‌تاپ ‌ها و موبایل‌ مورد استفاده قرار می گیرند. بازیافت این باتری ها به روش تجزیه حرارتی  یا پیرولیز انجام می شود و طی این فرآیند بیشترین مقدار کبالت، آهن و مس بازیابی شده و سایر مواد بازیافتی در صنایع ذوب آهن، کارخانه‌ سیمان و راه‌سازی مورد استفاده قرار می گیرد. بازیافت باتری موبایل با این فرآیند انجام می شود.

باتری‌های تر

باتری‌های تر بیشتر در وسایل نقلیه مانند انواع خودروها و همچنین در وسایل ذخیره‌ ساز انرژی استفاده می شوند. باتری‌های سربی-اسیدی رایج ترین انواع باتریهای تر هستند.البته باتری‌های حاوی اسید سولفوریک نیز نوع دیگری از این باتریها هستند که کارکردن با آنها بسیار خطرناک است و برای محیط زیست هم مناسب نیستند.

از آنجاییکه این نوع باتری‌ها  استفاده گسترده‌ای در سراسر دنیا دارند در کشورهای اروپایی در واحدهای بازیافت تا ۹۰% بازیافت می شوند اما در ایران واحدهای انگشت ‌شماری در این زمینه فعالیت می‌ کنند.

در خط تولید بازیافت باتری،  سرب، پلاستیک (عموماً پلی‌پروپیلن) و اسید موجود در این باتریها جداسازی شده و سرب مجددا تحت عملیات حرارتی برای تولید باتری‌های جدید قرار می گیرد. پلاستیک‌ ها نیز پس از شستشو و برخی فرآیندهای اضافی به گرانول کهنه تبدیل شده و به کارخانه های تولید پلاستیک می روند. اسیدهای آنها نیز خالص‌ سازی  شده و به چرخه مصرف باز می ‌گردد. بازیافت باتری ماشین و بازیافت باتری های خانگی با این روش صورت می گیرد.

باتری خشک یکبار مصرف

باتری‌های خشک یکبار مصرف طیف گسترده‌ای از باتری ها با کاربردهای گوناگون را شامل می شوند که در ادامه به آنها اشاره شده است.

باتری‌های روی-کربن  و روی-کلراید: در لوازمی مانند ساعت و رادیو استفاده می‌ شوند که نیاز به انرژی زیادی ندارند

باتری آلکالاین/قلیایی : کاربرد این باتریها در دستگاه‌های پخش موسیقی، چراغ قوه و اسباب‌ بازی‌ها است. این باتری‌ها عمر متوسطی دارند و حاوی فلزات سنگین و آلودگی های کمتری برای محیط زیست هستند.

باتری‌های ساعت:  این باتریها حاوی فلزات ارزشمندی مانند جیوه، نقره، لیتیم یا دیگر فلزات سنگین هستند و در سمعک‌ ، ضربان‌سازها یا وسایل عکاسی کاربرد دارند.

باتری‌های ساعتی روی-هوا: جایگزین مناسبی برای باتری ‌های دکمه ‌ای اکسید جیوه هستند و در سمعک‌ها و پیجرهای رادیویی استفاده می‌ شوند.

باتری‌های ساعتی اکسید نقره:  جزء باتری‌های آلکالاین دسته بندی می شوند و در ساعت‌ها و ماشین حساب بکار می روند.

باتری‌های ساعتی لیتیمی: در ساعت‌ها و لوازم عکاسی استفاده می ‌شوند.

برای بازیافت این باتریها ابتدا محتویات شیمیایی‌ آنها جداسازی می شود. باتری‌های روی-کربن و آلکالاین منگنز با روش‌های هیدرومتالورژیک و پیزومتالورژیک روی، استیل و ترکیبات آهن- منگنز را بازیافت می‌ کنند. بازیافت باتری‌ ساعت اکسید جیوه، روی، فولاد و نقره را تولید می کند.

اثرات مثبت بازیافت باتریها

ترکیب دقیق و تعداد مواد شیمیایی داخل باتری با توجه به نوع باتری متفاوت است ، اما این لیست اغلب اوقات شامل کادمیوم ، سرب ، جیوه ، نیکل ، لیتیوم و الکترولیت است. باتری ها وقتی به سطل آشغال خانگی انداخته می شوند ، در محل های دفن زباله قرار می گیرند. با خوردگی لایه باتری ، مواد شیمیایی به خاک می ریزند و به منبع آب ما راه می یابند و سرانجام آنها به اقیانوس می رسند.

همچنین  لیتیوم موجود در باتری ها هنگام قرار گرفتن در معرض ، به صورت فرار واکنش نشان می دهد. لیتیوم می تواند باعث آتش سوزی در محل دفن زباله شود که می تواند سالها در زیر زمین بسوزد. این ماده شیمیایی ، سمی را در هوا آزاد می کند  که احتمال قرار گرفتن انسان در معرض آن را افزایش می دهد.

طبق گفته آژانس ثبت مواد سمی و بیماری ها ، کادمیوم و نیکل از عوامل سرطان زای انسانی شناخته شده هستند. سرب با نقایص مادرزادی و آسیب های عصبی و رشدی مرتبط است. جیوه نیز مخصوصاً به شکل بخار بسیار سمی است به همین دلیل دولت ها استفاده از آن را در باتری از سال ۱۹۹۶ ممنوع کرده اند.