ทีมนักวิจัยจีนคิดค้นวิธีรีไซเคิลแบตเตอรี่ด้วยเฟอรัสซัลเฟตและไกลซีน กู้คืนโลหะหายากได้สูงถึง 99% ลดอันตรายจากสารเคมีต่อสิ่งแวดล้อม
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ถือเป็นหัวใจในการขับเคลื่อนชีวิตประจำวัน จัดเป็นชิ้นส่วนสำคัญของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยุคใหม่และพลังงานสะอาด ความต้องการในตลาดที่ชยายตัวส่งผลให้ปัญหาขยะแบตเตอรี่ยิ่งทวีความรุนแรง เนื่องจากมีกระบวนการรีไซเคิลซับซ้อน และเป็นขยะอันตรายที่มีความเสี่ยงปนเปื้อน แต่จะเป็นอย่างไรถ้ามีการคิดค้นแนวทางรีไซเคิลแบตเตอรี่ที่มีอัตราการกู้คืนสูงและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
หมดปัญหาขยะแบตเตอรี่ การรีไซเคิลจากกรดอะมิโน
ผลงานนี้เป็นของทีมวิจัยจาก Central South University ในฉางชา ประเทศจีน ร่วมกับ Guizhou Normal University กับการคิดค้นแนวทางรีไซเคิลแบตเตอรี่รูปแบบใหม่ อาศัย เหล็กซัลเฟต ร่วมกับ กรดอะมิโน ช่วยให้สามารถสกัดลิเธียมและโลหะหายากกลับมาในอัตราสูงถึง 99%
ขั้นตอนรีไซเคิลนี้เริ่มต้นจากการนำอนุภาคแบตเตอรี่เก่ามาผสมเข้ากับ เหล็กซัลเฟต หรือ เฟอรัสซัลเฟต เกลือธาตุเหล็กสีเขียวอมฟ้าที่ใช้งานทั้งทางการแพทย์ การเกษตร ไปจนอุตสาหกรรม ร่วมกับ ไกลซีน กรดอะมิโนทั่วไปที่ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารและสารเคลือบยาต่างๆ
ผลที่เกิดขึ้นคือ เหล็กซัลเฟตจะกระตุ้นปฏิกิริยาของภายในแบตเตอรี่ ช่วยแยกชั้นโลหะและส่งผลให้โครงสร้างแบตเตอรี่แยกตัวออกจากกัน โลหะหายากจะไหลปะปนออกมาในสารละลาย ง่ายต่อการนำไปสกัดเพื่อนำกลับไปใช้ใหม่ได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ
ในขั้นตอนการทดสอบพบว่า การรีไซเคิลรูปแบบนี้ช่วยสกัดโลหะหายากหลายชนิดที่เป็นส่วนประกอบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน สามารถกู้คืนแมงกานีส 90.5%, โคบอลต์ 92.3%, นิกเกิล 96.8% และลิเธียม 99.9% โดยอาศัยระยะเวลาเพียง 15 นาที และพร้อมนำโลหะเหล่านี้กลับมาใช้ใหม่ นี่จึงถือเป็นแนวทางสกัดโลหะหายากจากแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพเป็นอย่างยิ่ง
มากกว่าการกู้คืนวัสดุคือการรีไซเคิลอย่างยั่งยืน
ข้อจำกัดในการรีไซเคิลโลหะหายากจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคือ ต้นทุนในการรีไซเคิลไม่คุ้มค่ากับกระบวนการนและพลังงานที่เสียไป เนื่องจากการรีไซเคิลมีกระบวนการซับซ้อนและต้นทุนสูง โดยมากขยะแบตเตอรี่จึงไม่ได้รับการจัดการอย่างถูกวิธี มักถูกนำไปเผาหรือฝังกลบซึ่งนำไปสู่อันตรายในหลายด้าน
ปัญหาสำคัญในการรีไซเคิลแบตเตอรี่คือสารที่ใช้ในการสกัดโลหะหายากออกจากชิ้นส่วนอื่น ต้องอาศัยสารกัดกร่อนรุนแรงแบบ กรดซัลฟิวริก หรือ กรดไนตริก ถือเป็นสารเคมีอันตรายที่มีความเป็นพิษสูง หากไม่มีแนวทางจัดการอย่างถูกต้องก็อาจส่งผลกระทบต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อม
การจัดการสารเคมีอันตรายหลังเสร็จสิ้นการรีไซเคิลเป็นเรื่องสำคัญ ต้องได้รับการดักจับสารพิษ คัดแยกโลหะหนัก และบำบัดอย่างเข้มงวด เพื่อให้แน่ใจว่าน้ำเสียที่ปล่อยจากโรงงานจะไม่เป็นอันตราย แต่ด้วยข้อจำกัดด้านต้นทุนทำให้หลายครั้งน้ำเสียเหล่านี้ไม่ได้รับการจัดการอย่างถูกต้องหรือเกิดการรั่วไหลจนส่งผลเสียในระยะยาว
แต่สำหรับแนวทางรีไซเคิลแบตเตอรี่แบบใหม่ไม่เป็นแบบนั้น ทั้ง เฟอรัสซัลเฟต และ ไกลซีน จัดเป็นสารประกอบที่ถูกใช้งานในอุตสาหกรรมอาหารและการแพทย์ ทำให้เป็นสารที่มีอันตรายต่อร่างกายต่ำกว่าสารเคมีที่ใช้ในกระบวนการรีไซเคิลทั่วไป จึงมีผลต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อมน้อยกว่า
นอกจากนี้สารทั้งสองชนิดยังสามารถกำจัดและนำไปใช้ประโยชน์ต่อได้ง่าย หลักคัดแยกโลหะหายากออกจากสารละสะลาย สารทั้งสองชนิดสามารถนำไปใช้งานในการปรับปรุงหน้าดิน สามารถนำไปใช้เป็นปุ๋ยเพื่อบำรุงผลผลิตทางการเกษตรได้อย่างปลอดภัย เป็นสารเคมีที่นำกลับมาใช้ประโยชน์ซ้ำได้อย่างเต็มที่
นั่นทำให้สารเคมีตกค้างจากกระบวนการแทบไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมโดยสิ้นเชิง ถือเป็นแนวทางที่ช่วยเพิ่มความยั่งยืนแก่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และพลังงานสะอาดต่อไป
แหล่งข้อมูล
