تتسابق الشركات الناشئة في مجال التكنولوجيا لجعل إعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية مستدامة

افتح ملخص المحرر مجانًا

رولا خلف، محررة الفايننشال تايمز، تختار قصصها المفضلة في هذه النشرة الأسبوعية.

تتسابق شركات التكنولوجيا الناشئة لجعل إعادة تدوير بطاريات السيارات الكهربائية أنظف وأكثر اقتصادا، حيث يضخ المستثمرون مليارات الدولارات في مرافق إعادة التدوير على مستوى العالم للتحضير لزيادة في العبوات التي يتم التخلص منها وللوائح التنظيمية التي تفرض الحد الأدنى من المحتوى المعاد تدويره في بطاريات السيارات الكهربائية الجديدة.

مع اقتراب الدفعة الأولى من السيارات الكهربائية من نهاية عمرها الافتراضي الذي يبلغ 10 سنوات تقريبًا، فإن طرق إعادة التدوير التقليدية لبطاريات الليثيوم أيون التي تشغل المركبات الكهربائية تستهلك قدرًا كبيرًا من الطاقة وتتضمن حرق البطاريات المستعملة عند درجة حرارة تزيد عن 1400 درجة مئوية.

تعمل مجموعة من الشركات الناشئة، بما في ذلك شركة GRST في هونج كونج وشركة OnTo Technology ومقرها ولاية أوريغون، بالإضافة إلى شركات أكبر مثل شركة الكيماويات الألمانية العملاقة BASF، على تكنولوجيا تعتمد على المياه ويُنظر إليها على أنها بديل قابل للتطبيق تجاريًا وصديق للبيئة.

“لم يتم تطوير بطاريات الليثيوم أيون لإعادة التدوير. قال فويتشيك مروزيك، خبير إعادة تدوير البطاريات في جامعة نيوكاسل، إن العبوات الموجودة في السيارات الكهربائية هي كابوس. “إنها ليست موحدة ولديها رغاوي وغراء، الأمر الذي يتطلب عملاً يدويًا ضخمًا لفصلها.”

وقال إن المواد الرابطة القائمة على الماء هي “المستقبل”، مضيفًا أنها “أقل عدوانية على البيئة” من نظيراتها الكيميائية وتتطلب “طرقًا أقل عدوانية لاستعادة المعادن”.

الاستثمار العالمي في الشركات الناشئة ذات الصلة بالبطاريات هذا العام – الذي وصل إلى 9.2 مليار دولار بحلول أيلول (سبتمبر) الماضي، وفقا لبيانات Crunchbase – من المتوقع أن يتجاوز العامين السابقين، متحديا تراجعا أوسع في الاستثمار في مجال التكنولوجيا. جمعت الشركات الناشئة المرتبطة بالبطاريات بشكل جماعي 7.8 مليار دولار في عام 2022، بانخفاض من 12 مليار دولار في عام 2021.

تستخدم معظم بطاريات الليثيوم أيون مواد كيميائية سامة لربط المعادن بالأقطاب الكهربائية. تتضمن طريقة إعادة التدوير النموذجية صهر البطاريات المهملة أو تذويبها في مواد كيميائية قاسية لإزالة المادة الرابطة واستعادة المعادن مثل الكوبالت والنيكل والنحاس كسبائك معدنية.

وبموجب العملية التي طورتها شركة GRST في هونج كونج، والتي يدعمها مؤسس شركة صناعة الرقائق التايوانية Realtek Semiconductor وعملاق الملابس في هونج كونج TAL Apparel، يمكن إذابة البطاريات المستخدمة في الماء للحصول على ما يسمى بالكتلة السوداء من المعادن الثمينة التي تشكل الكاثودات والأنودات.

وتأمل شركة GRST، الحائزة على جائزة Earthshot لهذا العام للابتكارات الرامية إلى مواجهة تحديات المناخ، في جمع 50 مليون دولار في العامين المقبلين لزيادة الإنتاج في مصنع البطاريات الذي تشارك في ملكيته في مقاطعة تشجيانغ. على المدى الطويل، تأمل شركة GRST في تأجير تكنولوجيا الربط وإعادة التدوير المعتمدة على الماء لشركات تصنيع البطاريات الأخرى.

وقد فشلت المحاولات السابقة لتسويق المجلدات ذات الأساس المائي بسبب ضعف أداء البطارية. وقال جاستن هونغ، المؤسس المشارك لـ GRST: “في الماضي، لم تكن المذيبات المعتمدة على الماء مستقرة مثل المذيبات الكيميائية”.

وقد أظهرت الدراسات أن المواد الرابطة ذات الأساس المائي يمكن أن تسبب التآكل، لكن هونغ قال إن GRST تغلب على هذه المشكلة. وتؤدي بطارياتها أداءً جيدًا من حيث كثافة الطاقة والسلامة والمتانة مقارنة بنظيراتها القائمة على المواد الكيميائية، وفقًا لاختبارات العملاء الخاصة بها.

بدأت شركة OnTo Technology، وهي شركة ناشئة في مجال إعادة التدوير في ولاية أوريغون، اختبارات تجارية لمادة رابطة ذات أساس مائي طورها العلماء في مختبر لورانس بيركلي الوطني. استثمرت BASF في إنتاج المواد الرابطة القائمة على الماء في اثنين من مصانعها في الصين هذا العام.

قال الخبراء إن معدلات إعادة التدوير المنخفضة – أقل من 5 في المائة من بطاريات الليثيوم أيون المستخدمة يتم إعادة تدويرها في الولايات المتحدة – كانت نتيجة لنقص الاستثمار والتنظيم. يتم إرسال معظم بطاريات الليثيوم أيون إلى مرافق إدارة النفايات أو مدافن النفايات، حيث يمكن للمواد الكيميائية السامة الموجودة في المادة الرابطة أن تسبب حرائق أو تتسرب إلى شبكات المياه.

“لم تكن إعادة التدوير أولوية قصوى بالنسبة لهذه الصناعة حتى الآن. وقالت سارة مونتغمري، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة Infyos، وهي شركة تكنولوجيا سلسلة توريد البطاريات، إن التكنولوجيا الحالية لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم أيون لا تعمل على نطاق واسع.

لكنها قالت إن هذا المد بدأ يتغير، مشيرة إلى التغييرات التنظيمية التي قادها الاتحاد الأوروبي لزيادة معدلات إعادة تدوير البطاريات وجعل العملية أكثر استدامة.

وفي يوليو/تموز، اعتمد المجلس الأوروبي “جواز سفر البطارية”، الذي سيفرض حدًا أدنى إلزاميًا من المواد المعاد تدويرها للسيارات الكهربائية والبطاريات الصناعية بحلول عام 2031.

وتأتي هذه التغييرات مع ارتفاع الطلب على البطاريات تماشيا مع الاستخدام المتزايد للسيارات الكهربائية. ويتوقع محللو شركة ماكينزي أن قيمة سلسلة توريد بطاريات الليثيوم أيون بأكملها ستزداد سنويا بنسبة 30 في المائة اعتبارا من عام 2022 لتصل إلى أكثر من 400 مليار دولار بحلول نهاية العقد.

وقال محللون إن شركات مثل GRST يمكن أن تستفيد من القلق في العواصم الغربية بشأن هيمنة الصين في سلسلة توريد السيارات الكهربائية. ويأتي أكثر من ثلاثة أرباع بطاريات الليثيوم أيون في العالم من الصين، ويتم تصنيعها في المقام الأول بواسطة شركتي CATL وBYD.

“أوروبا على وجه الخصوص تعتمد بشكل كبير على الصين. وقال مونتغمري: “هناك دفعة قوية لتحقيق المزيد من الاكتفاء الذاتي من خلال بناء سلسلة توريد دائرية، والانتقال من الاعتماد على المواد الخام المستخرجة من الأرض إلى إعادة استخدام البطاريات المستهلكة”. “هناك موجة من التنظيم قادمة من شأنها أن تحفز صناعة إعادة التدوير على التطور.”