Ανακύκλωση μπαταριών

Η ανακύκλωση μπαταριών είναι μια δραστηριότητα ανακύκλωσης, που στοχεύει στη μείωση του αριθμού των μπαταριών, που απορρίπτονται ως αστικά στερεά απόβλητα. Οι μπαταρίες περιέχουν μια σειρά από βαρέα μέταλλα και τοξικές χημικές ουσίες, και η απόρριψή τους με την ίδια διαδικασία με τα κανονικά οικιακά απορρίμματα έχει εγείρει ανησυχίες σχετικά με τη μόλυνση του εδάφους και τη ρύπανση των υδάτων. 

 Ανακύκλωση μπαταριών ανά είδος 
Οι περισσότεροι τύποι μπαταριών μπορούν να ανακυκλωθούν. Ωστόσο, ορισμένες μπαταρίες ανακυκλώνονται πιο εύκολα από άλλες, όπως οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος αυτοκινήτων (σχεδόν το 90% ανακυκλώνονται) και οι κυψέλες κουμπιών (λόγω της αξίας και της τοξικότητας των χημικών τους).  Οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες νικελίου-καδμίου (Ni-Cd), υδριδίου-μετάλλου-νικελίου (Ni-MH), ιόντων λιθίου (Li-ion) και νικελίου-ψευδαργύρου (Ni-Zn), μπορούν επίσης να ανακυκλωθούν. Οι αλκαλικές μπαταρίες μιας χρήσης αποτελούν τη συντριπτική πλειονότητα της χρήσης μπαταριών από τους καταναλωτές, αλλά προς το παρόν, δεν υπάρχει επιλογή ανακύκλωσης με ουδέτερο κόστος. Οι οδηγίες απόρριψης των καταναλωτών μπορεί να διαφέρουν ανά περιοχή.  Μια αξιολόγηση της ανακύκλωσης αλκαλικών μπαταριών καταναλωτών στην Ευρώπη, έδειξε περιβαλλοντικό όφελος, αλλά με σημαντικό κόστος, σε σχέση με την απόρριψη.  Οι μπαταρίες ψευδαργύρου-άνθρακα και ψευδαργύρου-αέρα ανακυκλώνονται με την ίδια διαδικασία.  Οι καταναλωτές της Ε.Ε. ανακύκλωσαν σχεδόν τις μισές φορητές μπαταρίες, που αγοράστηκαν το 2017. 

 Μπαταρίες μολύβδου-οξέος 

Οι μπαταρίες μολύβδου οξέος περιλαμβάνουν (αλλά δεν περιορίζονται) σε: μπαταρίες αυτοκινήτου, μπαταρίες καροτσιών γκολφ, μπαταρίες UPS, βιομηχανικές μπαταρίες περονοφόρου ανύψωσης, μπαταρίες μοτοσικλετών και εμπορικές μπαταρίες. Αυτές μπορεί να είναι κανονικές μπαταρίες μολύβδου-οξέος, σφραγισμένες μπαταρίες μολύβδου-οξέος, τύπου gel ή απορροφητικές μπαταρίες από γυαλί. Αυτά ανακυκλώνονται με άλεσά τους, εξουδετέρωση του οξέος και διαχωρισμό των πολυμερών, από τον μόλυβδο.  Τα ανακτημένα υλικά χρησιμοποιούνται σε ποικίλες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων των νέων μπαταριών.
δεξιά|μικρογραφία|Ανακύκλωση μολύβδου από μπαταρίες.

Το μόλυβδο σε μια μπαταρία μολύβδου-οξέος μπορεί να ανακυκλωθεί. Ο στοιχειακός μόλυβδος είναι τοξικός, και ως εκ τούτου θα πρέπει να διατηρείται μακριά από τη ροή των αποβλήτων.
δεξιά|μικρογραφία|Μπαταρίες μολύβδου-οξέος, που συλλέγονται από έναν λιανοπωλητή ανταλλακτικών αυτοκινήτων για ανακύκλωση.

Το περίβλημα μιας μπαταρίας μολύβδου-οξέος είναι συχνά κατασκευασμένο είτε από πολυπροπυλένιο είτε από ABS, τα οποία μπορούν επίσης να ανακυκλωθούν, αν και υπάρχουν σημαντικοί περιορισμοί στην ανακύκλωση πλαστικών.

Πολλές πόλεις προσφέρουν υπηρεσίες ανακύκλωσης μπαταριών για μπαταρίες μολύβδου-οξέος. Σε ορισμένες δικαιοδοσίες, συμπεριλαμβανομένων των πολιτειών των ΗΠΑ και των επαρχιών του Καναδά, καταβάλλεται επιστρεπτέα προκαταβολή για μπαταρίες. Αυτό ενθαρρύνει την ανακύκλωση παλιών μπαταριών, αντί της εγκατάλειψης ή της απόρριψης με τα οικιακά απορρίμματα. Οι επιχειρήσεις που πωλούν καινούριες μπαταρίες αυτοκινήτου, μπορούν επίσης να συλλέγουν χρησιμοποιημένες μπαταρίες (ή να υποχρεούνται να το κάνουν από το νόμο) για ανακύκλωση.

Μια μελέτη του 2019 που ανατέθηκε από την ομάδα προώθησης της βιομηχανίας μπαταριών, το Battery Council, υπολόγισε τα ποσοστά ανακύκλωσης μολύβδου μπαταριών στις Ηνωμένες Πολιτείες την περίοδο 2014–2018, λαμβάνοντας υπόψη δεδομένα εισαγωγών/εξαγωγών μολύβδου από μπαταρίες από το Υπουργείο Εμπορίου. Η έκθεση αναφέρει ότι, μετά τον υπολογισμό των καθαρών εξαγωγών μολύβδου από μπαταρίες από τις Ηνωμένες Πολιτείες, το 99,0% του υπολειπόμενου μολύβδου από μπαταρίες μολύβδου-οξέος στις Ηνωμένες Πολιτείες ανακτάται. Τα στοιχεία του Συμβουλίου Μπαταριών δείχνουν ότι περίπου 7,03 εκατομμύριοι τόνοι μολύβδου μπαταριών, καταναλώθηκαν στις ΗΠΑ εκείνη την περίοδο, με καθαρή ποσότητα περίπου 907 χιλιάδες τόνοι μολύβδου από μπαταρίες να εξάγεται. Από τα 6,12 εκ. τόνοι που απομένουν μετά τις εξαγωγές, οι 6,16 εκ. τόνοι ανακυκλώθηκαν. 

Η Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος των ΗΠΑ (EPA), έχει αναφέρει λιγότερα και διαφορετικά επίπεδα ανακύκλωσης μπαταριών μολύβδου-οξέος στις Ηνωμένες Πολιτείες τα προηγούμενα χρόνια, υπό διάφορες διοικήσεις, Ρεπουμπλικανών και Δημοκρατικών. Η EPA ανέφερε το 1987 ότι οι διαφορετικές οικονομικές και κανονιστικές απαιτήσεις συνέβαλαν σε ποσοστά 97 τοις εκατό το 1965, πάνω από 83 τοις εκατό το 1980, 61 τοις εκατό το 1983 και περίπου 70 τοις εκατό το 1985. The Impacts of Lead Industry Economics and Hazardous Waste Regulations on Lead-Acid Battery Recycling: Revision and Update,, p.22. September 1987, prepared for the Office of Policy Analysis, U.S. Environmental Protection Agency, by Putnam, Hayes & Bartlett, Inc., Cambridge, Massachusetts, (also at ) retrieved May 15, 2021

Ο μόλυβδος είναι μια εξαιρετικά τοξική ουσία και η επεξεργασία του μπορεί να οδηγήσει σε ρύπανση και μόλυνση των ανθρώπων, με αποτέλεσμα μακροχρόνια προβλήματα υγείας, ακόμη και αναπηρία. Ericson, Bret; Howard Hu; Emily Nash; Greg Ferraro; Julia Sinitsky; Mark Patrick Taylor: "Blood lead levels in low-income and middle-income countries: a systematic review,", March 2021 The Lancet Planetary Health, of The Lancet, DOI:https://doi.org/10.1016/S2542-5196(20)30278-3•, as cited in "Pure Earth, USC and Macquarie University Publish Landmark Lead Study in The Lancet Planetary Health Journal," The Pollution Blog, Pure Earth, retrieved May 15, 2021 Pearce, Fred: "Getting the Lead Out: Why Battery Recycling Is a Global Health Hazard," November 2, 2020, Yale Environment 360, Yale School of the Environment, Yale University, retrieved May 15, 2021 Σύμφωνα με μια κατάταξη, η ανακύκλωση μπαταριών μολύβδου-οξέος είναι, μακράν, η πιο θανατηφόρα βιομηχανική διαδικασία, παγκοσμίως, από την άποψη των χαμένων ετών ζωής προσαρμοσμένης στην αναπηρία— που κοστίζει μεταξύ 2.000.000 και 4.800.000 εκτιμώμενα χαμένα χρόνια ανθρώπινης ζωής. Ballantyne, Andrew D.; Jason P. Hallett; D. Jason Riley; Nilay Shah; and David J. Payne: "Lead acid battery recycling for the twenty-first century", R Soc Open Sci. 2018 May; 5(5): 171368, Royal Society Open Science, posted on the NCBI site of the U.S. National Institutes of Health, PMCID: PMC5990833, PMID 29892351, doi: 10.1098/rsos.171368, retrieved May 15, 2021

Η μόλυνση των γειτονιών με μόλυβδο έχει προκληθεί από τη διαδικασία ανακύκλωσης μπαταριών. Το 1992, η EPA ανέφερε ότι 29 τοποθεσίες ανακύκλωσης μολύβδου περιλαμβάνονταν στη λίστα καθαρισμού του Υπερταμείου της EPA, 22 από αυτές στον «Εθνικό Κατάλογο Προτεραιοτήτων». "Engineering Bulletin: Selection of Control Technologies for Remediation of Lead Battery Recycling Sites", September 1992, Superfund: EPA/540/S-95/011, U.S. Environmental Protection Agency, (also at: ) retrieved May 15, 2021

 Μπαταρίες οξειδίου του αργύρου 
Χρησιμοποιούνται πιο συχνά σε ρολόγια, παιχνίδια και ορισμένες ιατρικές συσκευές, οι μπαταρίες οξειδίου του αργύρου περιέχουν μικρή ποσότητα υδραργύρου. Οι περισσότερες δικαιοδοσίες ρυθμίζουν τον χειρισμό και τη διάθεσή τους για να μειώσουν την απόρριψη υδραργύρου στο περιβάλλον.  Οι μπαταρίες οξειδίου του αργύρου μπορούν να ανακυκλωθούν για την ανάκτηση του υδραργύρου. 

 Μπαταρίες ιόντων λιθίου 
Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου και οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου (LiFePO4) συχνά περιέχουν μεταξύ άλλων χρήσιμων μετάλλων, υψηλής ποιότητας χαλκό και αλουμίνιο, εκτός από - ανάλογα με το ενεργό υλικό - μέταλλα μετάπτωσης κοβάλτιο και νικέλιο καθώς και σπάνιες γαίες. Για να αποφευχθεί μια μελλοντική έλλειψη κοβαλτίου, νικελίου και λιθίου και για να επιτραπεί ένας βιώσιμος κύκλος ζωής αυτών των τεχνολογιών, απαιτούνται διαδικασίες ανακύκλωσης για μπαταρίες λιθίου.  Αυτές οι διεργασίες πρέπει να ανακτήσουν όχι μόνο το κοβάλτιο, το νικέλιο, τον χαλκό και το αλουμίνιο, από τις χρησιμοποιημένες μπαταρίες, αλλά και ένα σημαντικό μερίδιο λιθίου. Άλλα δυνητικά πολύτιμα και ανακτήσιμα υλικά είναι ο γραφίτης και το μαγγάνιο. Οι διαδικασίες ανακύκλωσης σήμερα ανακτούν περίπου το 25% έως 96% των υλικών μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου.   Για να επιτευχθεί αυτός ο στόχος, πολλά βήματα συνδυάζονται σε σύνθετες αλυσίδες διεργασιών, διασφαλίζοντας παράλληλα την ασφάλεια.  

Αυτά τα βήματα είναι: 

 Απενεργοποίηση ή εκφόρτιση της μπαταρίας (ειδικά σε περίπτωση μπαταριών από ηλεκτρικά οχήματα)
 Αποσυναρμολόγηση συστημάτων μπαταριών (ειδικά σε περίπτωση μπαταριών από ηλεκτρικά οχήματα)
 Μηχανικές διεργασίες (συμπεριλαμβανομένων των διεργασιών σύνθλιψης, διαλογής και κοσκινίσματος) 
 Ανάκτηση ηλεκτρολυτών 
 Υδρομεταλλουργικές διεργασίες
 Πυρομεταλλουργικές διεργασίες

Οι ειδικοί κίνδυνοι που σχετίζονται με τις διαδικασίες ανακύκλωσης μπαταριών ιόντων λιθίου περιλαμβάνουν ηλεκτρικούς, χημικούς και θερμικούς κινδύνους και τις πιθανές αλληλεπιδράσεις τους.  Ένας παράγοντας που περιπλέκει είναι η ευαισθησία στο νερό. Το εξαφθοροφωσφορικό λίθιο, ένα πιθανό υλικό ηλεκτρολύτη, αντιδρά με το νερό για να σχηματίσει υδροφθορικό οξύ. Τα κύτταρα συχνά βυθίζονται σε διαλύτη για να αποφευχθεί αυτό. Αφού αφαιρεθούν, τα ρολά ζελέ διαχωρίζονται και τα υλικά αφαιρούνται με ανάδευση υπερήχων, αφήνοντας τα ηλεκτρόδια έτοιμα για τήξη και ανακύκλωση.

Οι κυψέλες θήκης ανακυκλώνονται ευκολότερα, για τη διάσωση του χαλκού, παρά τα σημαντικά προβλήματα ασφάλειας.

Μια νέα προσέγγιση, είναι η διατήρηση της κρυσταλλικής δομής της καθόδου, εξαλείφοντας το σημαντικό ενεργειακό κόστος της αναδημιουργίας της. 

Οι λύσεις εξοικονόμησης ενέργειας και αποτελεσματικής ανακύκλωσης για μπαταρίες ιόντων λιθίου μπορούν να μειώσουν σημαντικά το αποτύπωμα άνθρακα της παραγωγής μπαταριών ιόντων λιθίου.   , μερικές εγκαταστάσεις λειτουργού και υπό κατασκευή, συμπεριλαμβάνοντας το Fredrikstad στη Νορβηγία.

Στις αρχές του 2022, έρευνα που δημοσιεύτηκε στο Joule έδειξε ότι η ανακύκλωση υπαρχουσών μπαταριών ιόντων λιθίου, εστιάζοντας σε μια μέθοδο που ανακαινίζει την κάθοδο, έδειξε ότι αυτή η τεχνική έχει εξίσου καλή απόδοση, με εκείνες με κάθοδο κατασκευασμένη από πρωτότυπα υλικά. Η μελέτη έδειξε ότι οι μπαταρίες που χρησιμοποιούν την ανακυκλωμένη κάθοδο φορτίζουν γρηγορότερα και διαρκούν περισσότερο από τις νέες μπαταρίες. 

 Σύνθεση μπαταρίας ανά τύπο 
Τα πλάγια γράμματα ορίζουν τύπους μπαταριών κελιών κουμπιού.

Τα έντονα γράμματα ορίζουν δευτερεύοντα είδη.

Όλα τα στοιχεία είναι ποσοστά. Λόγω στρογγυλοποίησης, μπορεί να μην αθροίζονται ακριβώς στο 100.
Τύπος FeMnNiZnHgLiAgCdCoAlPbΆλλαΚΟΗΧαρτίΠλαστικόΑλκάλιαCΟξέαΝερόΆλλαΑλκαλικός24,822,30,514,91,312,25,43,710,114Ψευδαργύρου-άνθρακα16,81519,40,10,80,7469,212,315,2Λιθίου5019127219Οξειδίου του υδραργύρου3711143123137Ψευδαργύρου-αέρα42351441103Λιθίου6018133213Αλκαλικός37231110,6622614Οξειδίου αργύρου422290,4314210,524Νικελίου-καδμίου352215102511NiMH2013514109488Li-ion223185111328Μολύβδου οξέος65410165

 Ανακύκλωση μπαταριών ανά τοποθεσία 
Η ανακύκλωση μπαταριών είναι μια διεθνής βιομηχανία, με πολλά έθνη να εξάγουν τις χρησιμοποιημένες μπαταρίες μολύβδου-οξέος τους (ULABs ή SLAB) σε άλλα έθνη για ανακύκλωση. Κατά συνέπεια, μπορεί να είναι δύσκολο να ληφθούν ακριβείς αναλύσεις του ακριβούς ποσοστού εγχώριας ανακύκλωσης μεμονωμένων εθνών.  "Implementation Resources for Spent Lead-Acid Battery Exporters," in "Wastes - Hazardous Waste - International Waste Activities," U.S. Environmental Protection Agency, retrieved May 15, 2021

Επιπλέον, σε πολλές χώρες, η ανακύκλωση μπαταριών μολύβδου-οξέος (κυρίως από αυτοκίνητα και μοτοσικλέτες) γίνεται συνήθως ανεπίσημα από ιδιώτες ή άτυπες επιχειρήσεις, με ελάχιστη ή καθόλου επίσημη τήρηση αρχείων, ούτε αποτελεσματική ρυθμιστική εποπτεία. 

Οι μπαταρίες ULAB και SLAB γενικά χαρακτηρίζονται ως "επικίνδυνα απόβλητα", και υπόκεινται σε σχετικούς κανονισμούς ασφάλειας, αποθήκευσης, χειρισμού και μεταφοράς, αν και αυτοί διαφέρουν από χώρα σε χώρα. Μια πολυμερής διεθνής συμφωνία, η Σύμβαση της Βασιλείας, διέπει επίσημα όλες τις διασυνοριακές μετακινήσεις επικίνδυνων αποβλήτων για ανάκτηση ή διάθεση, μεταξύ των 172 χωρών που έχουν υπογράψει. 

δεξιά|μικρογραφία|Οι κυψέλες 4,5 Volt, D, C, AA, AAA, AAAA, A23, 9-Volt, CR2032 και LR44 είναι όλες ανακυκλώσιμες στις περισσότερες χώρες.
δεξιά|μικρογραφία|Πολλά μεγέθη κουμπιού και κελιού νομίσματος. 

ΧώραΠοσοστό επιστροφής2002 201261%73%59%63%55%60%39%44%44%–32%––32%16%–15%40% Numbers actually for years "before 2008" and "now", (that is, 2017), from http://yle.fi/uutiset/3-6434741 (in Finnish). The change is related to large grocery stores being obligated to accept used batteries from consumers.3%5,6%

* Στοιχεία του πρώτου και του δευτέρου τριμήνου του 2012. 

 Ευρωπαϊκή Ένωση 
μικρογραφία|Ένας σταθμός ανακύκλωσης μπαταριών, σε μια στάση λεωφορείων στη Μαδρίτη.
Το 2006, η Ε.Ε. ενέκρινε την Οδηγία για τις μπαταρίες, ένας από τους στόχους της οποίας είναι το υψηλότερο ποσοστό ανακύκλωσης μπαταριών. Η οδηγία της Ε.Ε. ορίζει ότι τουλάχιστον το 25% όλων των χρησιμοποιημένων μπαταριών της Ε.Ε. πρέπει να συλλέγεται έως το 2012 και να αυξηθεί σε τουλάχιστον 45% έως το 2016, εκ των οποίων τουλάχιστον το 50% πρέπει να ανακυκλωθεί. 

 Δείτε επίσης 

 Ηλεκτρονικά απόβλητα
 Οδηγία WEEE (Απορρίμματα Ηλεκτρικού και Ηλεκτρονικού Εξοπλισμού)
 Μπαταρία (ηλεκτρικό ρεύμα)
 Επαναφορτιζόμενη μπαταρία

 Παραπομπές 

 Εξωτερικοί σύνδεσμοι 

 "Taking Batteries Green", άρθρο του περιοδικού ECN από το 2010

Μπαταριων