Türk bilim insanları, elektrikli araçlardan çıkan lityum pil atıklarından kobalt sülfür gibi değerli madenleri geri kazandıran patentli bir yöntem geliştirdi. Bu yenilikçi çözüm, hem çevreyi koruyor hem de ülke ekonomisine katkı sağlıyor.
Elektrikli araçlar ve elektronik cihazların yaygınlaşmasıyla artan lityum iyon pil atığı sorunu, çevre ve ekonomi için yeni zorluklar doğuruyor. Birleşmiş Milletler Kalkınma Programı (UNDP) raporlarına göre, 2025’te dünya genelinde yaklaşık 900 bin ton, 2030’da ise 11 milyon ton lityum iyon pilin atık haline gelmesi bekleniyor.
Bu çevresel tehdide karşı Yıldız Teknik Üniversitesi (YTÜ) Kimya Metalurji Fakültesi’nden bilim insanları, kullanılmış lityum iyon pillerden kobalt sülfür gibi değerli maddeleri geri kazanmayı sağlayan yenilikçi bir yöntem geliştirdi. Türk Patent ve Marka Kurumu tarafından tescillenen bu yöntem, atık bertarafının ötesinde yeniden üretime odaklanıyor.
Araştırmacılar, kullanılmış pillerin katot malzemesinden kimyasal işlemlerle kobalt sülfür ve diğer pil bileşenlerini geri kazanıyor. Elde edilen bu geri dönüştürülmüş malzeme, enerji depolama sistemleri ve sensör teknolojileri gibi geniş bir alanda tekrar kullanılabiliyor.
Geliştirilen yöntem, çevreye zarar veren atık miktarını azaltmayı hedeflerken, sanayi için değerli bir hammadde kaynağı oluşturuyor. Bu yaklaşım, geri dönüşüm süreçlerini bir maliyet kalemi olmaktan çıkarıp ekonomik bir fırsata dönüştürüyor.
YTÜ Kimya Metalurji Fakültesi öğretim üyeleri Prof. Dr. Metin Gençten, Doç. Dr. Burak Birol ve Dr. Sezgin Yaşa tarafından geliştirilen bu teknoloji, Türkiye’nin çevre teknolojileri ve sürdürülebilir üretim alanındaki potansiyelini ortaya koyuyor. Ayrıca, lityum iyon pil atıklarıyla ilgili küresel sorunlara dikkate değer bir çözüm modeli sunuyor.
Prof. Dr. Metin Gençten, daha önce çalışan sistemlerden esinlenerek bu çalışmaya başladıklarını belirtti. Lityum pil atıklarının artmasıyla, bu pillerdeki aktif malzemelerin geri dönüştürülüp kullanılıp kullanılamayacağı sorusu üzerine çalıştıklarını ifade etti.
Gençten, ilk etapta lityum kobalt oksit esaslı pillerin geri dönüşümüne odaklandıklarını, ardından farklı lityum pil kimyalarına yöneldiklerini söyledi. Amaçlarının, pillerdeki tüm bileşenleri yeniden kullanılabilir bir forma dönüştürmek olduğunu vurguladı. Başlangıçta süper kapasitörlerde yeniden kullanım üzerine çalıştıklarını, metalleri sülfür olarak çökeltip geri kazandıklarını anlattı.
Daha sonraki çalışmalarında, doğrudan lityum iyon pil kimyasındaki anot ve katot malzemelerinin geri dönüşümünün temel çalışma noktası haline geldiğini belirtti. Yıllık ortaya çıkan atık miktarının önemli bir motivasyon kaynağı olduğunu söyledi.
Gençten, her yıl yaklaşık 1 milyon ton lityum iyon pil atığının oluştuğunu, bunun büyük kısmının cep telefonları ve dizüstü bilgisayarlar gibi evsel kullanımdaki pillerden kaynaklandığını açıkladı. Elektrikli araçların yaygınlaşmasıyla yakın gelecekte bu atık miktarının daha da artacağını öngördü.
Araştırmacılar, bu atıkların yeniden birincil kullanım amacıyla değerlendirilip değerlendirilmeyeceği konusuna odaklandı. Nikel Manganez Kobalt (NMC) pillerden NMC katot aktif maddesini, Lityum Demir Fosfat (LFP) pillerden LFP katot aktif maddesini ve anot bileşeninde kullanılan grafiti geri kazanıp sentezleme yoluna gittiklerini bildirdi.
Prof. Dr. Gençten, geliştirdikleri yöntemin ülke ekonomisine büyük katkı sağlayabileceğini vurguladı. Lityumun kritik bir kaynak olduğunu ve her ülkede bulunmadığını belirterek, atığı bir kaynak olarak değerlendirdiklerini söyledi. Lityum iyon pillerde lityum, nikel, mangan, kobalt gibi değerli bileşenlerin bulunduğunu aktardı.
Nikel ve kobaltın ekonomik öneme sahip metaller olduğunu, kobalt üretiminde yaşanan insani sorunlara da değindi. Bu metalleri yeniden ekonomiye kazandırmanın önemine işaret etti. Atık pillerin içerisindeki malzemelerin yüksek saflık oranına sahip olduğunu, bu metallerin etkin geri dönüşümünün ülke ekonomisine önemli bir kaynak kazandıracağını belirtti.
Atık pillerin muhafazasının güvenlik ve çevre açısından risk taşıdığını ve ekonomik kayıp olduğunu kaydeden Gençten, bu metalleri etkin bir şekilde geri alıp yüksek verimle katot malzeme sentezinde kullanarak dışa bağımlılığı ortadan kaldırma potansiyeli taşıdıklarını ifade etti. Elektrikli araç bataryalarında ortalama 400-800 kilogram pil kullanıldığını, bunun da yaklaşık 10 kilogram lityum ve 40-50 kilogram nikel, mangan, kobalt ile 50-100 kilogram grafit içerdiğini örnekledi.
Aktif bileşenlerin geri kazanılmasıyla üretilen bataryaların cep telefonları ve elektrikli araçlar başta olmak üzere tüm alanlarda yeniden kullanılabileceğini söyledi. Bu konuda dışa bağımlılığı ortadan kaldırmanın büyük bir potansiyel olduğunu ekledi.
Gençten, günümüzde atık kavramının önemli ölçüde değiştiğini, proseslerde kullanılan atıkların veya proses atığı olarak görülen bileşenlerin büyük kısmının başka sistemlerin girdisi olduğunu veya geri dönüştürülüp birincil amaçla kullanılabildiğini belirtti. Bu malzemelere bu şekilde yaklaşmanın sürdürülebilir bir dünya için önemli bir adım olacağını vurguladı.
Doç. Dr. Burak Birol, normalde metallerin ve malzemelerin doğadan çıkarılan cevherlerden elde edildiğini, bu kaynaklarda metallerin düşük miktarlarda bulunduğunu ve üretimlerinin büyük enerji gerektirdiğini açıkladı. Metaller kullanıldıktan sonra ömrünü tamamlayıp atık haline geldiğini, ancak bu atıkların içinde de büyük miktarda metal bulunduğunu belirtti.
Bu atıkların ham madde olarak değerlendirilmesinin, cevherden üretime kıyasla daha az enerjiyle ve daha yüksek saflıkta üretim imkanı sağladığını aktardı. Şehir madenciliği olarak adlandırılan bu uygulamanın, normal madenciliğe göre daha düşük maliyetle yüksek kalitede ürün elde etme imkanı sunduğunu vurguladı.
Bataryalarda da durumun aynı olduğunu, bataryaların içinde büyük oranda nikel, mangan, kobalt ve lityum bulunduğunu söyledi. Bu metallerin madenciliğinin yüksek enerji, emek istediğini ve belirli ülkelerde sınırlı halde bulunduğunu ifade etti. Geri dönüşümle, yani şehir madenciliği ile bu malzemeleri tekrar ürettiklerinde hem ham maddeyi ülke içinde tuttuklarını hem de daha ucuz ve yüksek kalitede üretim yapabildiklerini belirtti.
Günümüzde kullanılan her malzeme ve ürünün bir batarya içerdiğini söyleyen Birol, elektrikli araçlar ve sürdürülebilir enerji kaynakları (solar paneller, rüzgar türbinleri) için bataryaların kritik olduğunu belirtti. Bu bataryaların zamanla atık haline geleceğini ve atık haline gelmeden önce ham madde olarak değerlendirilmesiyle dışa bağımlılığın azalacağını ve kaynakların ülke içinde tutulacağını vurguladı. Sıfır atık yaklaşımının önemine dikkat çekerek, atık bataryaların çevreye zararlı olduğunu ve geri dönüşümün bu zararı engellemede önemli bir rol oynadığını sözlerine ekledi.
Yorum Yap