Καθαρό καύσιμο από μπαταρίες και απόβλητα: Το αύριο στην κυκλική οικονομία

Σε μελέτη που δημοσιεύεται στο Green Chemistry αναφέρεται ότι επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας της Βιέννης ανέπτυξαν μία μέθοδο για τη μετατροπή χρησιμοποιημένων μπαταριών και αλουμινόχαρτου σε καταλύτες για την παραγωγή μεθανίου από διοξείδιο του άνθρακα. Θεωρητικά, η ανακάλυψη αυτή θα βοηθήσει στην ανακύκλωση μπαταριών και αλουμινόχαρτου, αλλά και στη μείωση των αερίων που προκαλούν την παγκόσμια θέρμανση.  Η μεθοδολογία αυτή συνδυάζει την καταπολέμηση της ρύπανσης με την ανάπτυξη φιλικών προς το περιβάλλον λύσεων αποθήκευσης ενέργειας.

Ανακύκλωση μπαταριών με... ενεργειακή προοπτική

Οπως διαβάζουμε στο thebrighterside.news, οι ερευνητές εξηγούν ότι οι παλιές μπαταρίες νικελίου και υδριδίων μετάλλου περιέχουν τοξικές ενώσεις που μπορούν να βλάψουν τόσο τους ανθρώπους όσο και το περιβάλλον. Η ανακύκλωσή τους είναι πολύπλοκη, καθώς περιέχουν πολλά διαφορετικά συστατικά, ενώ η απόρριψή τους στο περιβάλλον μπορεί να προκαλέσει διαρροές, φωτιές και ρύπανση. Η ανάγκη για ασφαλείς και βιώσιμες μεθόδους διαχείρισης τέτοιων υλικών είναι επιτακτική, ειδικά καθώς η χρήση επαναφορτιζόμενων συσκευών αυξάνεται παγκοσμίως.

Αυτές οι μπαταρίες περιέχουν πολύτιμα υλικά όπως το νικέλιο, και οι επαναχρησιμοποιούμενες μπαταρίες μπορούν να καλύψουν το 16% της ανάγκης μέχρι το 2030, ή έως και 2,4 εκατομμύρια ηλεκτρικά οχήματα. Ωστόσο, η ικανότητα ανακύκλωσης στην Ευρώπη είναι περίπου το 1/10 αυτής που χρειάζεται για να επιτευχθεί αυτός ο στόχος.  Το χάσμα αυτό καθιστά αναγκαία την ταχεία ανάπτυξη νέων τεχνολογιών και υποδομών, που θα ανταποκρίνονται στις αυξανόμενες ανάγκες της πράσινης κινητικότητας.

Το αλουμινόχαρτο της κουζίνας ως πρώτη ύλη καθαρής ενέργειας

Παράλληλα, η ερευνητική ομάδα βρήκε και έναν τρόπο να ανακυκλώσει το κοινό αλουμινόχαρτο και να το μετατρέψει σε αλουμίνα (Al₂O₃), ένα υλικό που χρησιμοποιείται στην κατασκευή καταλυτών. Αν μάλιστα συνδυαστεί με νικέλιο 4-8%, τότε μπορεί να προκύψει ένας καταλύτης Ni/η-Al₂O₃ που θα μπορούσε να χρησιμεύσει στη μετατροπή CO₂ και υδρογόνου σε μεθάνιο.  Η διαδικασία αυτή προσφέρει διπλό περιβαλλοντικό όφελος: μειώνει τα οικιακά απόβλητα και ενισχύει την ενεργειακή απόδοση μέσω ανανεώσιμων πηγών.

Χρησιμοποιώντας εξελιγμένες τεχνικές όπως διάθλαση ακτίνων Χ, ηλεκτρονική μικροσκοπία και φασματοσκοπία απώλειας ενέργειας, οι ερευνητές βρήκαν ότι το νικέλιο από τις μπαταρίες σχηματίζει μια ακανόνιστη δομή με σωματίδια που απλώνονται ομοιόμορφα, και αυτό δίνει τη δυνατότητα σχηματισμού αποτελεσματικών καταλυτών. Η εκδοχή με 8% νικέλιο είχε την καλύτερη απόδοση και παρήγαγε μεθάνιο με 99,8% ακρίβεια στους 400°C. Η απόδοση ήταν 80,3 mmoles ανά γραμμάριο καταλύτη την ώρα.  Η χρήση υψηλής τεχνολογίας εξασφαλίζει ακρίβεια και δυνατότητα βιομηχανικής κλιμάκωσης του έργου, με πιθανές εφαρμογές σε εργοστάσια παραγωγής πράσινης ενέργειας.

Ένα από τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα του καταλύτη Ni/η-Al₂O₃ ήταν ότι δεν έχανε τη δύναμή του με την πάροδο του χρόνου, όπως συμβαίνει με τους περισσότερους καταλύτες. Πολύ απλά, το νικέλιο και η αλουμίνα μπορούσαν να ανακυκλωθούν για το σχηματισμό νέων καταλυτών. Αυτό το είδος ανακύκλωσης συμβάλλει στην κυκλική οικονομία, μειώνοντας το περιβαλλοντικό αποτύπωμα της διαδικασίας.  Η δυνατότητα επαναχρησιμοποίησης των υλικών περιορίζει το κόστος και ενισχύει τη βιωσιμότητα της βιομηχανικής παραγωγής, καθιστώντας το έργο εμπορικά ελκυστικό.