Newswise – آزمایشگاه ملی Argonne وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) در حال توسعه فرآیند جدیدی است که می تواند به طور چشمگیری تعداد وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) را افزایش دهد. باتری ها تولید شده از سنگ معدن نیکل استخراج شده است. این تلاش بخشی از یک مشارکت جدید است تالون متالزیک شرکت معدنی آمریکایی که قصد دارد سنگ معدن نیکل با عیار بالا در این کشور تولید کند.
فرآیند آرگون از ضایعات معدنی به عنوان ماده اولیه در فرآیند تولید دیگری برای نوعی باتری مورد استفاده در تعداد فزاینده ای از خودروهای الکتریکی استفاده می کند. هدف کاهش ضایعات معدنی و وابستگی ایالات متحده به سایر کشورها برای مواد باتری است. مطابق با آژانس بین المللی انرژیزنجیره های تامین مواد باتری باید 10 برابر گسترش یابد تا جاه طلبی های دولت EV را برآورده کند.
“همکاری ما با Talon Metals به دنبال استفاده موثرتر از مواد حیاتی در زنجیره تامین باتری داخلی است تا ایالات متحده بتواند کمتر به سایر کشورها برای دستیابی به اهداف انرژی پاک خود متکی باشد.”
بازیابی محصولات جانبی معدن
تالون متالز قصد دارد معدن نیکل با عیار بالا را در غرب میانه آمریکا استخراج و فرآوری کند. این شرکت به دنبال توسعه منابع داخلی نیکل برای استفاده در تولید باتری های لیتیوم یون در آمریکای شمالی است.
تولید نیکل تالون حاوی محصولات جانبی ارزشمندی از جمله ترکیبات آهن است. این شرکت می‌خواهد بازیابی این محصولات جانبی را به‌جای فرستادن آنها به محل‌های دفن زباله به حداکثر برساند – همانطور که گاهی در فرآوری مواد معدنی اتفاق می‌افتد. این شرکت پتانسیل استخراج آنها و استفاده از آنها را در تولید کاتدهای لیتیوم آهن فسفات (LFP) تشخیص داد که به طور فزاینده ای در لیتیوم یون استفاده می شود. باتری ها. کاتدها الکترودهای مثبت هستند.
هانری ون روین، مدیرعامل Talon گفت: «ما به Argonne مراجعه کردیم تا به ما کمک کند راهی برای باز کردن ارزش بیشتر از ذخایر نیکل پیدا کنیم. افزایش استخراج کلی مواد معدنی حیاتی برای تولید باتری منجر به اختلال کمتر زمین برای استخراج می شود.
رشد زنجیره تامین باتری داخلی
Argonne و Talon یک قرارداد تحقیق و توسعه مشترک منعقد کردند. آنها در حال توسعه فرآیندی هستند که از سولفیدهای آهن از Talon برای سنتز کاتدهای LFP استفاده می کند.
محققان در مرکز تحقیقات مهندسی مواد آرگون (MERF) فرآیند سنتز LFP را توسعه، بهینه‌سازی و پیاده‌سازی خواهند کرد و سپس عملکرد کاتدها را در سلول‌های سکه‌ای آزمایش خواهند کرد. کارشناسان پردازش Talon با دانشمندان MERF برای کالیبره کردن خلوص و ترکیب ترکیبات آهن برای بهبود تولید کاتد همکاری خواهند کرد. هدف این تیم ساخت کاتدهای تجاری با کیفیت است.
یک فرآیند جدید کارآمد می تواند به طور بالقوه هزینه های تولید LFP را با حذف مراحل تولید سنتی کاهش دهد. همچنین این احتمال وجود دارد که کاتدهای تیم از کاتدهای تولید شده توسط فرآیندهای سنتی بهتر عمل کنند.
Donghyeon Kang، دانشمند مواد آرگون، گفت: از آنجایی که ترکیب آهنی که ما به آن دسترسی داریم محصول جانبی تولید نیکل است، ناخالصی هایی مانند نیکل و منگنز دارد. این ناخالصی ها در واقع می توانند عملکرد کاتد را بهبود بخشند. سازندگان باتری اغلب به عمد مقادیر کمی از ناخالصی های فلزی را به مواد کاتد وارد می کنند – فرآیندی که به عنوان دوپینگ شناخته می شود – تا عملکرد آنها را بهبود بخشد.
در صورت موفقیت، این تحقیق می تواند زنجیره های تامین باتری داخلی را از طرق مختلف بهبود بخشد. در حال حاضر تولید داخلی محدود کاتدهای LFP وجود دارد. Argonne به طور بالقوه می تواند با فعال کردن سازندگان باتری و بازیافت کنندگان آمریکایی با فناوری جدید سنتز LFP، آن را تغییر دهد. یک فرآیند کارآمد همچنین می‌تواند استخراج و فرآوری نیکل ایالات متحده را با تشویق شرکت‌های بیشتر به سرمایه‌گذاری در تولید داخلی نیکل سودآورتر کند. علاوه بر این، این فرآیند می تواند به شرکت های معدنی محلی در کاهش ضایعات کمک کند.
وان روین تالون گفت: کنسانتره های نیکل تولید شده از سنگ معدن نیکل با عیار بالا، چهار برابر آهن بیشتری نسبت به نیکل دارند. ”با استفاده از این آهن برای تولید LFP باتری ها، Talon می تواند مواد لازم را برای چندین فناوری باتری تامین کند، جریان درآمد جدیدی ایجاد کند و ضایعات را کاهش دهد. و ما می توانیم به طور قابل توجهی تعداد آنها را افزایش دهیم باتری ها تولید شده از یک تن سنگ در مقایسه با روش های معمولی.
جف اسپانگنبرگر، رئیس گروه بازیافت مواد در Argonne گفت: “همکاری ما با Talon Metals به دنبال استفاده موثرتر از مواد حیاتی در زنجیره تامین باتری داخلی است تا ایالات متحده بتواند کمتر به سایر کشورها برای دستیابی به اهداف انرژی پاک خود متکی باشد.” .
دفتر فناوری خودرو DOE بودجه ای را برای بخش Argonne این پروژه تامین کرد.
شرکت هایی که علاقه مند به همکاری با Argonne برای بهبود بازیافت باتری و زنجیره تامین هستند، می توانند تماس بگیرند جف اسپانگنبرگررئیس گروه تحقیق و توسعه بازیافت مواد در Argonne.
آزمایشگاه ملی آرگون به دنبال راه حلی برای مشکلات مبرم ملی در علم و فناوری است. اولین آزمایشگاه ملی کشور، Argonne، تحقیقات پایه و کاربردی پیشرو را در تقریباً هر رشته علمی انجام می دهد. محققان Argonne از نزدیک با محققین صدها شرکت، دانشگاه و سازمان های فدرال، ایالتی و شهرداری همکاری می کنند تا به آنها کمک کنند تا مشکلات خاص خود را حل کنند، رهبری علمی آمریکا را ارتقا دهند و کشور را برای آینده ای بهتر آماده کنند. با کارکنان بیش از 60 کشور، Argonne توسط مدیریت می شود UChicago Argonne, LLC برای دفتر علوم وزارت انرژی ایالات متحده.
دفتر علوم وزارت انرژی ایالات متحده بزرگترین حامی تحقیقات پایه در علوم فیزیکی در ایالات متحده است و برای رسیدگی به برخی از مهم ترین چالش های زمان ما کار می کند. برای اطلاعات بیشتر مراجعه کنید https://energy.gov/scence.
