लिथियम बैटरी पोर्टेबल ऊर्जा भंडारण उपकरण हैं जिनका उपयोग मोबाइल फोन से लेकर इलेक्ट्रिक वाहनों तक कई प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है। ये बैटरियां अपने उच्च ऊर्जा घनत्व के कारण बहुत लोकप्रिय हैं, जिसका अर्थ है कि वे अपने आकार और वजन की तुलना में बड़ी मात्रा में ऊर्जा संग्रहीत कर सकती हैं। हालाँकि, सबसे आम प्रश्नों में से एक यह है कि क्या लिथियम बैटरियां पुनर्चक्रण योग्य होती हैं.
इस लेख में हम आपको बताने जा रहे हैं कि क्या लिथियम बैटरियां रिसाइकल करने योग्य हैं, उनकी लागत क्या है और उन्हें कैसे रिसाइकल किया जा सकता है।
लिथियम बैटरी का संचालन
लिथियम बैटरियों के संचालन की कुंजी उनकी आंतरिक संरचना में निहित है। इन बैटरियों में एक या अधिक व्यक्तिगत कोशिकाएँ होती हैं, और प्रत्येक कोशिका तीन मुख्य घटकों से बनी होती है: एक एनोड (नकारात्मक इलेक्ट्रोड), एक कैथोड (सकारात्मक इलेक्ट्रोड), और एक इलेक्ट्रोलाइट. एनोड ग्रेफाइट से बना है, कैथोड लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड से बना है, और इलेक्ट्रोलाइट एक समाधान है जो लिथियम आयनों को इलेक्ट्रोड के बीच प्रवाहित करने की अनुमति देता है।
जब बैटरी चार्ज की जाती है, तो लिथियम आयन इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से कैथोड से एनोड तक चले जाते हैं। यह प्रक्रिया बैटरी सेल के भीतर होने वाली एक रासायनिक प्रतिक्रिया से प्रेरित होती है। डाउनलोड के दौरान, लिथियम आयन इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से एनोड से कैथोड में लौटते हैं, एक विद्युत धारा उत्पन्न करना जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों या इलेक्ट्रिक मोटरों को बिजली देने के लिए किया जा सकता है।
लिथियम बैटरी की क्षमता मिलीएम्पीयर-घंटे (एमएएच) में मापी जाती है। और यह निर्धारित करता है कि यह कितनी ऊर्जा संग्रहित कर सकता है। बैटरी की क्षमता जितनी अधिक होगी, डिवाइस को रिचार्ज करने से पहले उतनी ही देर तक बिजली दी जा सकती है।
इन बैटरियों को सुरक्षित संचालन सुनिश्चित करने और बैटरी जीवन का विस्तार करने के लिए चार्ज प्रबंधन प्रणाली की आवश्यकता होती है। यह प्रणाली चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान करंट के प्रवाह को नियंत्रित करने, ओवरलोड या अत्यधिक डिस्चार्ज से बचने और उच्च तापमान जैसी प्रतिकूल परिस्थितियों से बैटरी की रक्षा करने के लिए जिम्मेदार है।
क्या लिथियम बैटरियां पुन: प्रयोज्य हैं?
जब हम चक्रीय अर्थव्यवस्था के बारे में बात करते हैं, तो हम हमेशा कचरे के सभी यौगिकों और घटकों की वसूली के बारे में सोचते हैं। हालाँकि, तकनीकी दृष्टि से, विशेषकर आर्थिक दृष्टि से, इसे प्राप्त करना वास्तव में जटिल है। यदि हम यह भी जोड़ते हैं कि शुरुआती अवशेष गैर-रिचार्जेबल लिथियम बैटरी हैं, आज की चुनौतियाँ ऐसी हैं जिन्हें पुनर्चक्रण उद्योग शायद ही वहन कर सके।
निपटान के दृष्टिकोण से, लिथियम बैटरियों का पुनर्चक्रण आकर्षक नहीं है। अपनी बहन रिचार्जेबल लिथियम-आयन बैटरी के नाम के बिल्कुल विपरीत। उत्तरार्द्ध में कोबाल्ट होता है, एक रासायनिक तत्व जो अपने उच्च बाजार मूल्य के कारण मांग में है, जो इसे रीसाइक्लिंग उद्योग के लिए एक बड़ा आकर्षण बनाता है।
हालाँकि, हमें सभी सेल और बैटरी पैक को रीसायकल करना होगा। इसके अलावा, रीसाइक्लिंग उद्योग को इसे तकनीकी और आर्थिक रूप से व्यवहार्य बनाना होगा।
गैर-रिचार्जेबल बैटरियों के लिए लिथियम रीसाइक्लिंग परियोजना
वर्तमान में, प्राथमिक लिथियम की पुनर्प्राप्ति के लिए समर्पित कोई औद्योगिक प्रक्रिया नहीं है। अन्य प्रकार की लिथियम बैटरियों के साथ रीसाइक्लिंग के निर्णय के कारण, इन बैटरियों से प्राप्त तत्वों की मात्रा निर्धारित करना मुश्किल है। गैर-रिचार्जेबल बैटरियों से लिथियम की पुनर्प्राप्ति के लिए RELIBANE परियोजना (अनुबंध 14/2019 के तहत ICEX द्वारा वित्तपोषित) का मूल उद्देश्य प्रयोगशाला स्तर पर अनुसंधान है। इसके बाद, औद्योगिक पैमाने पर एक विशिष्ट और अद्वितीय हाइड्रोमेटालर्जिकल प्रक्रिया विकसित की गई।
इस तरह, कचरे के रूप में एकत्र की गई प्राथमिक बैटरियों में मौजूद लिथियम को पुनः प्राप्त किया जा सकता है। इस प्रकार, बैटरी में मौजूद लिथियम और अन्य तत्वों का उपयोग नई बैटरी के निर्माण के लिए कच्चे माल के रूप में किया जा सकता है, जिससे प्राकृतिक कच्चे माल की आवश्यकता कम हो जाती है।
ऊर्जा और पर्यावरण के दृष्टिकोण से, लिथियम निकालने की हाइड्रोमेटालर्जिकल प्रक्रियाएं मौजूदा प्रक्रियाओं की तुलना में अधिक अनुकूल होंगी। RELIBANE परियोजना में एनविरोबैट स्पेन द्वारा प्रस्तावित विधि में दो मुख्य प्रक्रियाएँ शामिल हैं: यांत्रिक और रासायनिक, एक समान रूप से महत्वपूर्ण चरण से पहले: बैटरी का डिस्चार्ज।
लिथियम गुण
लिथियम एक अत्यधिक प्रतिक्रियाशील धातु है और अगर इसे ठीक से न संभाला जाए तो आग लगने का खतरा अधिक होता है। इसलिए, प्रक्रिया का पहला चरण बैटरी डिस्चार्ज प्रक्रिया का अनुकूलन है। इसके लिए, पारिस्थितिक विलेय युक्त विभिन्न समाधानों का उपयोग किया जाता है, जिसमें बैटरियां डाली जाती हैं। यह डाउनलोड विधि अभिकर्मकों के बाद के पुन: उपयोग को बढ़ावा देता है, इस प्रकार अपशिष्ट के उत्पादन से बचा जाता है.
इसके बाद भौतिक पृथक्करण होता है जिसके बाद लिथियम की सांद्रता होती है जिसे मुख्य तत्व के रूप में पुनर्प्राप्त करने का इरादा होता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पुनर्प्राप्त यौगिकों का प्रदर्शन और गुणवत्ता मुख्य रूप से अंतिम चरण, हाइड्रोमेटलर्जिकल चरण द्वारा निर्धारित की जाती है, जिसे दो मुख्य चरणों में विभाजित किया गया है: लीचिंग, जिसका उद्देश्य लिथियम और वर्षा निकालना है, जिसके माध्यम से वांछित लिथियम यौगिक प्राप्त होता है. लिथियम के साथ निक्षालित शेष यौगिकों की बाद की पुनर्प्राप्ति का अध्ययन किया जाएगा।
भविष्य के लक्ष्य
पुनर्चक्रण को सर्वव्यापी बनाने का एक तरीका यह है कि निर्माताओं को शुरू से ही पुनर्चक्रण के बारे में सोचने पर मजबूर किया जाए। हाल के वर्षों में, इस विचार ने जोर पकड़ लिया है: निर्माता और पुनर्चक्रणकर्ता यथासंभव कम अपशिष्ट उत्पन्न करके लाभ कमाने के लिए मिलकर काम करते हैं।
एक रैखिक अर्थव्यवस्था में, जब एक बैटरी खत्म हो जाती है, तो वह लैंडफिल में चली जाती है। लेकिन एक चक्रीय अर्थव्यवस्था में, बैटरियां बर्बाद नहीं होती हैं, बल्कि कच्चे माल के रूप में अपने जीवन को फिर से शुरू करती हैं और विनिर्माण श्रृंखला में लौट आती हैं।
लेकिन सर्कुलर बैटरी अर्थव्यवस्था के काम करने के लिए, पुनर्चक्रण संयंत्रों को विनिर्माण संयंत्रों के उत्पादन से मेल खाना चाहिए। इससे निरंतर आपूर्ति सुनिश्चित होगी, लागत कम होगी और खनन की तुलना में पर्यावरणीय पदचिह्न में संभावित रूप से कमी आएगी। रिफाइनरियों से लेकर कार निर्माताओं से लेकर बैटरी रिसाइक्लर्स तक, आपूर्ति श्रृंखला में साझेदारी विकसित करना ऐसा करने के लिए महत्वपूर्ण होगा।
लेड-एसिड बैटरियों की आधी सदी की तुलना में लिथियम-आयन बैटरियों का आविष्कार अभी भी विकास के चरण में है, लिथियम-आयन बैटरियों ने केवल एक दशक से अधिक समय में उल्लेखनीय प्रगति की है. हालाँकि, समाधान को वास्तव में आवश्यक पैमाने तक पहुँचने में एक और दशक लग सकता है।
मुझे आशा है कि इस जानकारी से आप इस बारे में अधिक जान सकते हैं कि क्या लिथियम बैटरियां पुनर्चक्रण योग्य हैं और उनमें क्या विशेषताएं हैं।