قشر البرتقال لاستخراج المعادن الثمينة من البطاريات المستعملة

تم تسجيل كمية قياسية من النفايات الإلكترونية في العالم العام الماضي، وقد يكون الحل لهذه المشكلة الحارقة التي تواجهها البشرية مخفياً في قشر البرتقال.

طور علماء من جامعة سنغافورة طريقة جديدة لاستخدام نفايات الفاكهة لاستخراج المعادن الثمينة من بطاريات الليثيوم أيون المستخدمة. واستخدم الفريق قشر البرتقال الذي نجح في إنقاذ المعادن الثمينة من النفايات الإلكترونية. ثم صنعوا بطاريات وظيفية جديدة من هذه المعادن المتجددة. كما يقولون، إنها طريقة تقلل من الهدر الإلكتروني والغذائي، مما يدعم تنمية الاقتصاد الدائري.

استخراج المعادن الثمينة من البطاريات المستهلكة هي عملية تحدث في درجات حرارة قصوى تزيد عن 500 درجة مئوية، وتنبعث منها غازات سامة. واكتشف العلماء منذ فترة طويلة طرقاً بديلة لاستخراج المعادن، مثل تلك التي تستخدم الماء كمحلول استخلاص. بحيث تتضمن العملية تمزيق البطاريات المستخدمة في تكوين كتلة سوداء.

ثم استخرج الباحثون المعادن الثمينة من الكتلة السوداء عن طريق إذابتها في خليط من حمض قوي أو حمض ضعيف بالاشتراك مع بيروكسيد الهيدروجين تحت الحرارة. هذه طريقة أفضل من الطريقة القياسية، لكن استخدام المواد الكيميائية القوية على أساس صناعي يمكن أن ينتج كمية كبيرة من الملوثات الثانوية التي تشكل خطراً على الصحة والسلامة.

أدرك الفريق من سنغافورة أنه يمكن تحقيق نفس الهدف من خلال مزيج من قشر البرتقال المجفف الذي تم سحقه إلى مسحوق وحمض حمضيات. في التجارب المعملية، تم استخلاص 90٪ من الكوبالت والليثيوم والنيكل والمنغنيز بنجاح من بطاريات الليثيوم أيون المستهلكة بهذه الطريقة. كما أوضحوا، فإن المفتاح يكمن في السليلوز من قشر البرتقال، والذي يتم تحويله إلى سكريات تحت الحرارة أثناء عملية الاستخلاص. تحفز هذه السكريات على استعادة المعادن من نفايات البطاريات، كما تساهم مضادات الأكسدة من قشر البرتقال، مثل الفلافونويد وحمض الفينول، في هذه العملية. في نهاية العملية، يتم الحصول على بقايا غير سامة، مما يعني أنها طريقة صديقة للبيئة، كما يقول العلماء الذين يعتقدون أن هذا النهج يمكن أن يمتد إلى أنواع أخرى من نفايات الفاكهة الغنية بالسليلوز.

يقول البروفيسور مادهافي سرينيفاسان من التحالف الجامعي للبحوث في الاقتصاد الدائري إن مختبرهم قد تم إنشاؤه لتطوير طريقة أكثر مراعاة للبيئة لإعادة تدوير النفايات الإلكترونية.

ويشير إلى أن عملية إعادة تدوير النفايات الإلكترونية الصناعية الحالية كثيفة الطاقة وتنبعث منها ملوثات ضارة ونفايات سائلة. تتزايد كمية النفايات الإلكترونية ومن الضروري اعتماد طرق بيئية. أظهر فريقنا أنه من الممكن القيام بذلك باستخدام المواد القابلة للتحلل.

وتتمثل الخطوة التالية للعلماء في إيجاد طريقة لجعل البطاريات المصنوعة من المعدن المستخرج من قشر البرتقال فعالة مثل البطاريات المصنوعة من مواد خام جديدة.