Մարտկոցների վերամշակում

**Մարտկոցների վերամշակում** (), վերամշակման գործունեություն, որի նպատակն է նվազեցնել քաղաքային պինդ թափոնների տեսքով հեռացվող մարտկոցների քանակը: Մարտկոցները պարունակում են մի շարք ծանր մետաղներ և թունավոր քիմիական նյութեր, որոնց սովորական կենցաղային թափոնների նման հեռացնելը մտահոգություններ է առաջացրել հողի և ջրի աղտոտման վերաբերյալ: Աղբավայրերի և այրման միջոցով արտանետվող աղտոտիչների քանակը նվազեցնելով հանդերձ, մարտկոցների վերամշակումը կարող է նպաստել մարտկոցներից վնասակար նյութերի արտանետմանը, որոնք կարող են ազդել ինչպես շրջակա միջավայրի, այնպես էլ մարտկոցներ վերամշակողների վրա:

## Մարտկոցների վերամշակումը ըստ տեսակի
Չնայած մարտկոցների մեծ մասը կարող է վերամշակվել, այնուամենայնիվ, որոշ մարտկոցներ ավելի հեշտությամբ են վերամշակվում, քան մյուսները, օրինակ՝ կապար-թթվային ավտոմեքենայի մարտկոցները (գրեթե 99%-ը վերամշակվում է) և կոճակային մարտկոցները (իրենց քիմիական նյութերի արժեքի և թունավորության պատճառով)։ Վերալիցքավորվող նիկել-կադմիումային (NiCd), նիկել-մետաղական հիդրիդային (NiMH), լիթիում-իոնային (Li-ion) և նիկել-ցինկի (NiZn) մարտկոցները նույնպես կարող են վերամշակվել: Միանգամյա օգտագործման ալկալային մարտկոցները կազմում են սպառողների կողմից օգտագործվող մարտկոցների մեծ մասը, սակայն ներկայումս չկա ծախս-չեզոք վերամշակման տարբերակ: Սպառողների կողմից թափոնների հեռացման ուղեցույցները տարբերվում են ըստ տարածաշրջանի։ Եվրոպայում սպառողների կողմից ալկալային մարտկոցների վերամշակման գնահատումը ցույց է տվել շրջակա միջավայրի համար օգուտ, սակայն դա զգալի ծախսեր է պահանջում՝ համեմատած հեռացման հետ։ Ցինկ-ածխածնային և ցինկ-օդ մարտկոցները վերամշակվում են նույն գործընթացով։ ԵՄ սպառողները վերամշակել են 2017 թվականին գնված դյուրակիր մարտկոցների գրեթե կեսը։

### Կապար-թթվային մարտկոցներ
Կապար-թթվային մարտկոցներ ներառում են՝ ավտոմեքենաների մարտկոցներ, գոլֆի մեքենաների մարտկոցներ, անխափան սնուցման սարքերի մարտկոցներ, արդյունաբերական բեռնամբարձիչների մարտկոցներ, մոտոցիկլետների մարտկոցներ և առևտրային մարտկոցներ: Սրանք կարող են լինել սովորական կապար-թթվային, կնքված կապար-թթվային, գելային տիպի կամ ներծծող ապակե գորգային մարտկոցներ: Սրանք վերամշակվում են՝ մանրացնելով, թթուն չեզոքացնելով և պոլիմերները կապարից առանձնացնելով։ Վերականգնված նյութերը օգտագործվում են տարբեր ոլորտներում, այդ թվում՝ նոր մարտկոցների արտադրության մեջ։

Կապար-թթվային մարտկոցում պարունակվող կապարը կարող է վերամշակվել: Տարրական կապարը թունավոր է, ուստի այն պետք է պահել թափոններից դուրս:

Կապար-թթվային մարտկոցի պատյանը հաճախ պատրաստված է կա՛մ պոլիպրոպիլենից, կա՛մ ABS-ից, որը նույնպես կարող է վերամշակվել, չնայած պլաստմասսայի վերամշակման հետ կապված կան էական սահմանափակումներ։

Շատ քաղաքներ առաջարկում են կապար-թթվային մարտկոցների վերամշակման ծառայություններ: Որոշ երկրներում, այդ թվում՝ ԱՄՆ-ում և Կանադայում, մարտկոցների համար վճարվում է վերադարձվող կանխավճար: Սա խրախուսում է հին մարտկոցների վերամշակումը՝ կենցաղային աղբի հետ միասին դեն նետելու փոխարեն: Նոր ավտոմեքենաների մարտկոցներ վաճառող բիզնեսները նույնպես կարող են հավաքել օգտագործված մարտկոցներ (կամ պարտավոր լինել դա անել օրենքով) վերամշակման համար։

Մարտկոցների արդյունաբերության խթանման խմբի՝ Մարտկոցների խորհրդի կողմից պատվիրված 2019 թվականի ուսումնասիրությունը հաշվարկել է մարտկոցների կապարի վերամշակման մակարդակը Միացյալ Նահանգներում 2014-2018 թվականների ժամանակահատվածում: Հաշվետվության մեջ նշվում է, որ Միացյալ Նահանգներից մարտկոցների ջարդոնի զուտ արտահանումը հաշվի առնելուց հետո, Միացյալ Նահանգներում կապարա-թթվային մարտկոցներից մնացած կապարի 99.0%-ը վերամշակվում է: Մարտկոցների խորհրդի տվյալները ցույց են տալիս, որ այդ ժամանակահատվածում ԱՄՆ-ում սպառվել է մոտ 15.5 միլիարդ ֆունտ մարտկոցների կապար, որից արտահանվել է մոտ 2 միլիարդ ֆունտ մարտկոցների ջարդոնի զուտ քանակ: Արտահանումից հետո մնացած 13.6 միլիարդ ֆունտից 13.5 միլիարդ ֆունտը վերամշակվել է։

ԱՄՆ-ի շրջակա միջավայրի պաշտպանության գործակալությունը (EPA) հայտնել է կապար-թթվային մարտկոցների վերամշակման ավելի քիչ և տարբեր մակարդակների մասին Միացյալ Նահանգներում նախորդ տարիներին՝ տարբեր վարչակազմերի՝ հանրապետականների և դեմոկրատների օրոք: EPA-ն 1987 թվականին հայտնել է, որ տարբեր տնտեսական և կարգավորող պահանջները նպաստել են 97 տոկոսի՝ 1965 թվականին, 83 տոկոսից բարձր՝ 1980 թվականին, 61 տոկոսի՝ 1983 թվականին և մոտ 70 տոկոսի՝ 1985 թվականին։

Ըստ 1992 թվականի EPA Superfund զեկույցի՝ կապարային մարտկոցները կազմում են Միացյալ Նահանգներում օգտագործվող կապարի մոտ 80%-ը, որից մոտ 60%-ը վերականգնվում է կապարի ցածր գների ժամանակաշրջանում, բայց ավելի շատ՝ բարձր գների ժամանակաշրջանում։ Այնտեղ նշվում է, որ երկրի կապարի կարիքների 50%-ը բավարարվում է վերամշակված կապարից։

### Արծաթ-օքսիդ մարտկոցներ
Արծաթի օքսիդային մարտկոցները, որոնք առավել հաճախ օգտագործվում են ժամացույցներում, խաղալիքներում և որոշ բժշկական սարքերում, պարունակում են փոքր քանակությամբ սնդիկ: Շատ իրավասություններ կարգավորում են դրանց մշակումը և հեռացումը՝ շրջակա միջավայր սնդիկի արտանետումները նվազեցնելու համար։ Արծաթի օքսիդային մարտկոցները կարող են վերամշակվել սնդիկը վերականգնելու համար՝ օգտագործելով ինչպես հիդրոմետալուրգիական, այնպես էլ պիրոմետալուրգիական մեթոդները։

Վերջերս արտադրված արծաթի օքսիդային մարտկոցները այլևս չեն պարունակում սնդիկ, և դրանց վերամշակման գործընթացը մտահոգության տեղիք չի տալիս շրջակա միջավայր սնդիկի արտանետման համար։

### Լիթիում-իոնային մարտկոցներ
Լիթիումային մարտկոցների վերամշակման մակարդակի գնահատականները մեծապես տարբերվում են։ ԱՄՆ կառավարությունը և այլ կազմակերպություններ 2021 թվականին գնահատել են, որ 2019 թվականին՝ կյանքի ավարտին, վերամշակվել է առավելագույնը 15%-ը։ Այնուամենայնիվ, վերամշակման որոշ պաշտպաններ պնդում են, որ լիթիում-իոնային մարտկոցների (Li-ion) մեծ մասը վերամշակվել է։ Դրանք պարունակում են լիթիում, բարձրորակ պղինձ և ալյումին: Կախված ակտիվ նյութից՝ դրանք կարող են պարունակել նաև կոբալտ և նիկել: Շատ արտադրանքներ օգտագործում են լիթիում-իոնային մարտկոցներ՝ սկսած էլեկտրոնիկայից և ձեռքի էլեկտրական գործիքներից մինչև էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներ (ԷՄ) և էլեկտրական էներգիայի կուտակման համակարգեր։ Կոբալտի, նիկելի և լիթիումի ապագա պակասը կանխելու և այս տեխնոլոգիաների կայուն կյանքի ցիկլն ապահովելու համար անհրաժեշտ են լիթիումային մարտկոցների վերամշակման գործընթացներ։ Այս գործընթացները պետք է վերականգնեն ոչ միայն կոբալտը, նիկելը, պղինձը և ալյումինը օգտագործված մարտկոցային բջիջներից, այլև լիթիումի զգալի մասը: Այլ պոտենցիալ արժեքավոր և վերականգնվող նյութեր են գրաֆիտը և մանգանը: Այսօր վերամշակման գործընթացները վերականգնում են լիթիում-իոնային մարտկոցի բջջի նյութերի մոտավորապես 25%-ից մինչև 96%-ը։ Այս նպատակին հասնելու համար մի քանի քայլեր միավորվում են բարդ գործընթացային շղթաներում՝ միաժամանակ ապահովելով անվտանգությունը։

Այս քայլերն են․

*Մարտկոցի անջատումը կամ լիցքաթափումը (հատկապես էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների մարտկոցների դեպքում)
*Մարտկոցային համակարգերի ապամոնտաժում (հատկապես էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների մարտկոցների դեպքում)
*Մեխանիկական գործընթացներ (ներառյալ մանրացման, տեսակավորման և մաղման գործընթացները)
*Էլեկտրոլիտի վերականգնում
*Մետաղի վերականգնման գործընթացներ (ներառյալ հիդրոմետալուրգիական գործընթացները, պիրոմետալուրգիական գործընթացները կամ ուղղակի վերամշակումը)

#### Հիդրոմետալուրգիական մեթոդ
Այս մետաղների վերականգնման գործընթացներից մեկը կամ մի քանիսը օգտագործվում են մարտկոցների թափոններից կարևորագույն մետաղները վերականգնելու համար: Հիդրոմետալուրգիական մեթոդներում մետաղները նախ արդյունահանվում են ջրային լուծույթում՝ սովորաբար որպես վերականգնող նյութ օգտագործելով թթուներ (օրինակ՝ ծծմբական թթու) և ջրածնի պերօքսիդ: Դրան հաջորդում է մետաղների ընտրողական նստեցումը աղերի տեսքով: Հիդրոմետալուրգիական գործընթացներն ունեն մի շարք առավելություններ, ինչպիսիք են՝ ցածր էներգիայի սպառումը, ցածր գինը և վտանգավոր գազերի քիչ արտանետումները։ Սակայն, արդյունահանման ընթացքում վտանգավոր թթուների օգտագործումը անվտանգության հետ կապված մտահոգություններ է առաջացնում: Բացի այդ, մեթոդը պահանջում է լայնածավալ և բարդ մշակում՝ յուրաքանչյուր մետաղական աղը ընտրողաբար նստեցնելու համար։

#### Պիրոմետալուրգիական մեթոդ
Ինչպես հիդրոմետալուրգիական մեթոդի, այնպես էլ պիրոմետալուրգիական վերամշակման գործընթացների մեծ մասի հիմնական նպատակը կաթոդային էլեկտրոդից արժեքավոր հանքանյութերի (հատկապես Li, Co և Ni) վերականգնումն է: Այսպիսով, առաջին քայլը հաճախ կաթոդային նյութի բաժանումն է բջջային մնացած բաղադրիչներից (օրինակ՝ պոլիմերային կապակցանյութեր, օրգանական էլեկտրոլիտային լուծույթներ և ալյումինե փայլաթիթեղի հոսանքի կոլեկտորներ): Տիպիկ պիրոմետալուրգիական գործընթացներում այս բաժանման քայլը կարելի է բաժանել երկու կատեգորիայի՝ այրում (օրգանական բաղադրիչների այրում թթվածնով հարուստ միջավայրում) և պիրոլիզ (օրգանական բաղադրիչների քայքայում առանց թթվածնի)։  Թեև այրումը սովորաբար պահանջում է ավելի ցածր ջերմաստիճաններ և ավելի կարճ ժամանակ, քան պիրոլիզը, պիրոլիզն առաջարկում է CO/CO2 արտանետումների ցածր մակարդակ և որոշ օրգանական միացությունների (օրինակ՝ ֆտոր պարունակող էլեկտրոլիտների) վերականգնման ներուժ՝ արտանետվող գազերը որսալու և մշակելու միջոցով։ Բջիջի օրգանական բաղադրիչները քայքայվելուց հետո մնացած կաթոդային նյութը կարող է կամ առանձնացվել ալյումինե հոսանքի կոլեկտորից՝ տապակման համար, կամ կաթոդը և հոսանքի կոլեկտորը կարող են միասին օգտագործվել հալեցման համար։ Հալեցումը կարող է իրականացվել նաև առանց նախնական մշակման՝ օգտագործելով ամբողջ մարտկոցի բջիջը, սակայն դա պահանջում է լրացուցիչ ցածր ջերմաստիճանային քայլեր՝ էլեկտրոլիտի արագ գոլորշիացումից պայթյունները կանխելու համար։

Հալման գործընթացների համար բարձր ջերմաստիճաններ (սովորաբար 1000 °C-ից բարձր) օգտագործվում են ալյումին-կաթոդային խառնուրդը հալեցնելու համար, որը այնուհետև ռեակցիայի մեջ է մտնում խարամի խառնուրդի (առավել հաճախ՝ CaO-SiO2-Al2O3 համակարգի) հետ՝ խարամի տակ անցումային մետաղով (Co, Ni, Fe, Cu) հարուստ համաձուլվածքային փուլ առաջացնելու համար: Այս համաձուլվածքային փուլը կարող է զտվել ավանդական լվացման մեթոդներով՝ մետաղական տեսակները առանձնացնելու և մաքրելու համար: Չնայած ավանդական հալման գործընթացը չի կարող վերականգնել Li-ն կամ Mn-ը կաթոդային նյութերից (քանի որ այս տեսակները կառանձնանան խարամի մեջ), առաջարկվել են խարամի համակարգում փոփոխություններ (օրինակ՝ անցումը MnO-SiO2-Al2O3-ի)՝ այդ մետաղների վերականգնումը նույնպես հնարավոր դարձնելու համար։

Թխման գործընթացներում կաթոդի նյութը տաքացվում է կամ ածխածնի աղբյուրի (կարբոթերմիկ ռեակցիա, ինչպես երկաթի հանքաքարերից Fe-ի ստացումը) կամ աղային միացության (աղով թխում, հաճախ օգտագործելով սուլֆատ կամ քլորիդ պարունակող աղեր) առկայությամբ՝ ցանկալի մետաղների արդյունահանվող ձևեր ստանալու համար: Կարբոթերմիկ վերականգնման գործընթացում արդյունքը խառը մետաղական համաձուլվածք է, որը նման է հալման գործընթացին, բայց օգտագործում է 650-1000 °C ցածր ջերմաստիճան: Աղով օժանդակվող գործընթացում կաթոդի նյութի և աղերի փոխազդեցությունը առաջացնում է ջրում լուծվող մետաղական արտադրանք, որոնք կարող են հեշտությամբ վերականգնվել: Որոշ համակարգերում դա կարող է արվել նաև մինչև 200 °C ցածր ջերմաստիճաններում: Թխման երկու մոտեցումներն էլ ունեն նաև այն առավելությունը, որ կարող են վերականգնել լիթիումը օգտագործված մարտկոցներից առանց էական գործընթացային փոփոխությունների, քանի որ յուրաքանչյուր գործընթացում լիթիումը կենթարկվի անցումային մետաղների նման ռեակցիաների։

Իր ճկունության և մասշտաբավորման պարզության շնորհիվ, պիրոմետալուրգիան լիթիում-իոնային մարտկոցների վերամշակման ամենատարածված մեթոդներից մեկն է, այդ թվում՝ այնպիսի ընկերությունների կողմից, ինչպիսիք են Umicore-ը, Sony-ն և GEM-ը։ Սակայն, չնայած պիրոմետալուրգիան արտադրում է ավելի քիչ վտանգավոր թափոններ, քան հիդրոմետալուրգիական գործընթացները, այն տուժում է ինչպես բարձր կապիտալ ծախսերից և էներգիայի բարձր օգտագործումից, այնպես էլ գործընթացի հետ կապված CO2 արտանետումներից։

#### Ուղղակի վերամշակում
Ուղիղ վերամշակումը մարտկոցների վերամշակման նորարարական մեթոդ է, որը կենտրոնանում է կաթոդային նյութերի անմիջական վերականգնման վրա՝ առանց բյուրեղային կառուցվածքը վնասելու: Սա տարբերվում է գոյություն ունեցող հիդրո և պիրոմետալուրգիական մեթոդներից, որոնք կաթոդը քայքայում են նախորդների և պահանջում են հետագա մշակում՝ կաթոդային նյութերը վերականգնելու համար: Կաթոդային կառուցվածքի պահպանումը ներկայացնում է արդյունավետության կարևոր աճ, քանի որ այն արտադրում է ավելի բարձր արժեք ունեցող արտադրանք, քան վերամշակման այլ մեթոդները: Անմիջական վերամշակում իրականացնելու համար կաթոդի «սև զանգվածը» (որը պարունակում է կարևոր մետաղներ, ինչպիսիք են Li-ն, Co-ն, Mn-ը և Ni-ն) պետք է առանձնացվի մարտկոցի մյուս բաղադրիչներից: Ավանդական առանձնացման մեթոդները, հիմնականում մարտկոցի մանրացումը, անբավարար են, քանի որ դրանք խառնուրդներ են ներմուծում կաթոդի մեջ: Այլընտրանքային բաժանման մեթոդները ներառում են լուծիչների օգտագործումը սև զանգվածը վերականգնելու համար: Այս գործընթացի համար ուսումնասիրված օրգանական լուծիչներից շատերը թունավոր են և վտանգ են ներկայացնում ինչպես մարդկանց, այնպես էլ շրջակա միջավայրի համար :Սև զանգվածը արդյունավետորեն առանձնացնող ավելի անվտանգ լուծիչների հայտնաբերումը ներկայիս հետազոտության թեմա է: Երբ կաթոդի սև զանգվածը ստացվում է, նյութը ենթարկվում է վերալիթացման՝ մարտկոցի օգտագործման ընթացքում «կորած» լիթիումի և կաթոդի սկզբնական հզորությունը վերականգնելու համար: Այս վերալիթացման գործընթացը կարող է իրականացվել մի քանի տարբեր մեթոդներով, այդ թվում՝ պինդ վիճակում, էլեկտրաքիմիական կամ լուծույթի վրա հիմնված վերալիթացում: Չնայած ուղղակի վերամշակումը դեռևս առևտրայնացված չէ, հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ այն կարող է վերականգնել կաթոդային նյութերը իրենց սկզբնական էլեկտրաքիմիական հզորությանը և կատարողականին:

#### Հնարավոր վտանգներ
Լիթիում-իոնային մարտկոցների վերամշակման գործընթացների հետ կապված հատուկ վտանգները ներառում են էլեկտրական, քիմիական և ջերմային վտանգներ, ինչպես նաև դրանց հնարավոր փոխազդեցությունները։ Բարդացնող գործոն է ջրի նկատմամբ զգայունությունը. լիթիումի հեքսաֆտորֆոսֆատը, որը հնարավոր էլեկտրոլիտային նյութ է, ռեակցիայի մեջ է մտնում ջրի հետ՝ առաջացնելով ֆտորաջրածին թթու. բջիջները հաճախ ընկղմվում են լուծիչի մեջ՝ դա կանխելու համար: Հեռացնելուց հետո ժելե գլանափաթեթները բաժանվում են, և նյութերը հեռացվում են ուլտրաձայնային խառնման միջոցով, ինչի արդյունքում էլեկտրոդները պատրաստ են հալման և վերամշակման:

Պարկետային բջիջները ավելի հեշտ է վերամշակել՝ պղինձը վերականգնելու համար, չնայած անվտանգության զգալի խնդիրներին։

**Տեղում վերականգնում**

Տեղում վերականգնումը լիթիում-իոնային և այլ մետաղ-իոնային մարտկոցների օգտագործելիության ժամկետը երկարացնելու նոր մեթոդ է։ Ուղղակի վերամշակման համեմատ, այս մեթոդը ուղղակիորեն չի փորձում շտկել կաթոդի ակտիվ նյութի (ԿԱԿ) կառուցվածքային թերությունները, ինչպիսիք են ոչ ակտիվ բյուրեղային կառուցվածքների առաջացումը, լիթիումի կլանումը կամ միկրոկոտրվածքները, այլ անոդի ակտիվ նյութի մեջ ներմուծում է լրացուցիչ լիթիում, շտկելով լիթիումի անբավարարությունները։ Այս մեթոդը չի պահանջում մարտկոցների լրիվ ապամոնտաժում, սակայն պահանջում է էլեկտրոլիտների փոխանակում բջջի մեջ և դրանից դուրս, ինչը կպահանջի բջիջների մշակման փոփոխություն փաթեթավորման մակարդակում՝ դա հաշվի առնելու համար: Տեղում վերականգնման կողմից հնարավոր շտկման սահմանափակ շրջանակի պատճառով այն լավ է աշխատում այն ​​նյութերի հետ, որոնց քայքայման մեխանիզմը հաճախ կապված է լիթիումի, օրինակ՝ լիթիում-երկաթի ֆոսֆատի (LFP) կորստի հետ։

Այդպիսի վերականգնման մեթոդներից մեկը էլեկտրոլիտի մեջ լուծված LiSO2CF3 օգտագործումն է, որը լիցքավորման ընթացքում քայքայվում է հետևյալ կերպ.

Li+(aq) + SO2CF3− (aq) → Li (in anode) + SO2 (g) + C2F6 (g)

Այս մեթոդը հանգեցնում է անոդում լրացուցիչ Li+-ի նստեցման, որը լրացնում է ցիկլի ընթացքում կորցրած լիթիումը, միաժամանակ թույլ տալով դուրս մղել ավելորդ գազը։ Այս մեթոդը ցույց է տվել լավ արդյունքներ, երբ մեկ LFP պարկի բջիջը ցույց է տվել 96% հզորություն մարտկոցի 6-րդ թարմացումից հետո՝ 11,818 ցիկլի դեպքում, երբ այն ցիկլի մեջ է դրվել լաբորատորիայում 1°C ջերմաստիճանում։ Այս մեթոդը դեռևս առևտրայնացված չէ, բայց այն խոստումնալից հեռանկար է տալիս մարտկոցների տեխնոլոգիայի երկարաժամկետ կայունության համար։

#### Վերականգնված նյութեր
Հին մարտկոցներից լիթիումի արդյունահանումը հինգ անգամ ավելի թանկ է, քան արդյունահանված լիթիումը։ Այնուամենայնիվ, լիթիում-իոնային մարտկոցներից լիթիումի արդյունահանումը ցույց է տրվել փոքր սարքավորումներում տարբեր կազմակերպությունների կողմից, ինչպես նաև արտադրական մասշտաբով մարտկոցների նյութերի վերամշակման ընկերությունների կողմից, ինչպիսին է Electra Battery Materials-ը և Redwood Materials-ը։

Վերամշակման տնտեսագիտության կարևորագույն մասը վերականգնված կոբալտի արժեքն է: Կոբալտը իրենց արտադրանքից հեռացնելու ուղղությամբ աշխատող արտադրողները կարող են առաջացնել վերամշակման կրճատման չնախատեսված հետևանք։ Նորարարական մոտեցում է կաթոդի բյուրեղային կառուցվածքի պահպանումը՝ վերացնելով այն վերստեղծելու զգալի էներգիայի ծախսերը։ Մեկ այլ մոտեցում է ուլտրաձայնի օգտագործումը կաթոդի առանձին բաղադրիչները բաժանելու համար։

Մինչդեռ կաթոդային նյութերը վերամշակման ջանքերի մեծ մասի կենտրոնում են՝ իրենց բարձր տնտեսական արժեքի պատճառով, մարտկոցի լրացուցիչ բաղադրիչների վերամշակումը կարող է բարելավել լիթիում-իոնային մարտկոցների ընդհանուր կայունությունը: Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ այնպիսի բաղադրիչներ, ինչպիսիք են մարտկոցի պատյանը, հոսանքի կոլեկտորները, էլեկտրոլիտը և բաժանիչները, վերամշակման մեթոդների հետագա ուսումնասիրությունների դեպքում ունեն վերամշակման ներուժ։ Բացի այդ, անոդային նյութերի (հիմնականում գրաֆիտի) վերամշակումը կարող է զգալիորեն մեծացնել լիթիումի վերականգնումը աշխատած մարտկոցներից, քանի որ մարտկոցի օգտագործման ընթացքում «կորած» լիթիումի մեծ մասը հայտնվում է անոդում։

#### Հետազոտություն
Լիթիում-իոնային մարտկոցների էներգախնայողության և արդյունավետ վերամշակման լուծումները կարող են զգալիորեն նվազեցնել լիթիում-իոնային մարտկոցների արտադրության ածխածնային հետքը։ 2022 թվականի դրությամբ մի քանի օբյեկտներ գործում են և կառուցման փուլում են, ներառյալ Նորվեգիայի Ֆրեդրիկստադը և սևամորթների պատարագի կենտրոնը Մագդեբուրգում՝ Գերմանիայում։

2022 թվականի սկզբին Joule-ում հրապարակված հետազոտությունը ցույց է տվել, որ գոյություն ունեցող լիթիում-իոնային մարտկոցների վերամշակումը՝ կենտրոնանալով կաթոդը վերանորոգող մեթոդի վրա, ցույց է տվել, որ այս տեխնիկան նույնքան լավ է աշխատում, որքան բնօրինակ նյութերից պատրաստված կաթոդով մարտկոցները: Ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ վերամշակված կաթոդ օգտագործող մարտկոցները ավելի արագ են լիցքավորվում և ավելի երկար են ծառայում, քան նոր մարտկոցները։

Մինչև 2023 թվականը մի քանի ընկերություններ անցել էին հետազոտական ​​փուլից այն կողմ և տեղադրել տեխնոլոգիական գծեր՝ լիթիում-իոնային մարտկոցների առևտրային քանակություններ վերամշակելու համար, Նևադայի փորձնական գործարանում Redwood Materials-ի գործընթացը վերականգնել է կարևոր մետաղների ավելի քան 95%-ը (ներառյալ լիթիումը, կոբալտը, նիկելը և պղինձը) 230,000 կգ (500,000 ֆունտ) հին NiMH և Li-Ion մարտկոցներից։

Վերջերս Գյունտեր Ռուպրեխտեր լաբորատորիայի կողմից Green Chemistry-ում հրապարակված հետազոտությունը ցույց է տվել, որ օգտագործված NiMH մարտկոցների կաթոդային փոշուց վերականգնված Ni-ն կարող է վերամշակվել կատալիզատորի (Ni/η-Al2O3), որը հնարավորություն է տալիս արտադրել սինթետիկ վառելիք (մեթան) CO2 հիդրոգենացման միջոցով՝ համեմատաբար ցածր՝ 250°C ջերմաստիճանում, նվազեցնելով էլեկտրոնային թափոնները՝ միաժամանակ նպաստելով մաքուր էներգիայի և CO2-ի օգտագործմանը։

### Մարտկոցի կազմը ըստ տեսակի
Վերևամասի տառերը նշանակում են կոճակային բջիջների տեսակները։

Թավատառերը նշանակում են երկրորդական տեսակները։

Բոլոր թվերը տոկոսներ են. կլորացման պատճառով դրանց գումարը կարող է չհասնել ճիշտ 100-ի։

## Մարտկոցի վերամշակում ըստ գտնվելու վայրի
Մարտկոցների վերամշակումը միջազգային արդյունաբերություն է, որտեղ շատ երկրներ իրենց օգտագործված կամ սպառված կապարաթթվային մարտկոցները արտահանում են այլ երկրներ վերամշակման համար: Հետևաբար, դժվար կարող է լինել ճշգրիտ վերլուծություններ ստանալ առանձին երկրներում ներքին վերամշակման ճշգրիտ մակարդակի վերաբերյալ։

Ավելին, շատ երկրներում կապար-թթվային մարտկոցների վերամշակումը (հիմնականում ավտոմեքենաների և մոտոցիկլետների) սովորաբար իրականացվում է ոչ ֆորմալ կերպով՝ անհատների կամ ոչ ֆորմալ ձեռնարկությունների կողմից, առանց պաշտոնական գրառումների վարման կամ արդյունավետ կարգավորիչ վերահսկողության։

Օգտագործված կապար-թթվային մարտկոցները սովորաբար համարվում են «վտանգավոր թափոններ» և ենթակա են համապատասխան անվտանգության, պահպանման, մշակման և տեղափոխման կանոնակարգերին, չնայած դրանք տարբերվում են երկրից երկիր: Բազելի կոնվենցիան՝ բազմակողմ միջազգային համաձայնագիրը, պաշտոնապես կարգավորում է վտանգավոր թափոնների բոլոր անդրսահմանային տեղափոխությունները վերականգնման կամ վերացման համար՝ 172 ստորագրող երկրների շրջանում: (ԱՄՆ-ն կողմ չէ, բայց ունի այլընտրանքային պայմանավորվածություններ Տնտեսական համագործակցության և զարգացման կազմակերպության (OECD), Կանադայի և Մեքսիկայի հետ (որտեղ այն ուղարկում է բազմաթիվ կապարա-թթվային մարտկոցներ վերամշակման համար)։

 2012 թվականի 1-ին և 2-րդ եռամսյակների ցուցանիշները։

### Եվրամիություն

2006 թվականին Եվրամիությունն ընդունեց մարտկոցների մասին հրահանգը, որի նպատակներից մեկը մարտկոցների վերամշակման ավելի բարձր մակարդակն է: ԵՄ հրահանգը սահմանում է, որ ԵՄ-ում օգտագործված մարտկոցների առնվազն 25%-ը պետք է հավաքվի մինչև 2012 թվականը, իսկ մինչև 2016 թվականը այդ թիվը պետք է հասնի ոչ պակաս, քան 45%-ի, որից առնվազն 50%-ը պետք է վերամշակվի: 2020 թվականին ԵՄ-ում մարտկոցների 47%-ը հավաքվել է վերամշակման համար: 2023 թվականին ԵՄ-ն ընդունել է մարտկոցների մասին նոր կանոնակարգ, որը թարմացնում է վերամշակման արդյունավետության մակարդակների հաշվարկման և ստուգման կանոնները:

### Channel Islands
2009 թվականի սկզբին Գերնսին նախաձեռնություն ցուցաբերեց՝ ստեղծելով Լոնգ Ուգի վերամշակման կենտրոնը, որը, այլ գործառույթների շարքում, առաջարկում է օգտագործված մարտկոցների հանձնման կետ, որպեսզի դրանք կարողանան վերամշակվել կղզուց դուրս: Արդյունքում ստացված հրապարակայնությունը նշանակում էր, որ շատ մարդիկ համաձայնեցին մարտկոցները պատասխանատու կերպով հեռացնելու խնդրանքին:

### Միացյալ Թագավորություն
2005 թվականի ապրիլից մինչև 2008 թվականի մարտ Մեծ Բրիտանիայի WRAP ոչ կառավարական կազմակերպությունը Մեծ Բրիտանիայում անցկացրել է մարտկոցների վերամշակման, հավաքման մեթոդների փորձարկումներ։ Փորձարկված մեթոդներն էին՝ ճանապարհեզրային, մանրածախ առևտրի կետերի հանձնման, համայնքային հանձնման, փոստային, հիվանդանոցային և հրշեջ կայանների փորձարկումներ: Ճանապարհեզրային փորձարկումները հավաքեցին մարտկոցների ամենամեծ զանգվածը և ամենալավը ընդունվեցին ու հասկացվեցին հանրության կողմից: Համայնքային տարածքներում տարածված համայնքային հանձնման տարաները նույնպես համեմատաբար հաջողակ էին հավաքված մարտկոցների զանգվածի առումով: Ամենացածր ցուցանիշներն արձանագրեցին հիվանդանոցային և հրշեջ ծառայությունների փորձարկումները (չնայած դրանք շատ լավ ծառայեցին իրենց նպատակին մասնագիտացված մարտկոցների տեսակների համար, ինչպիսիք են լսողական սարքերը և ծխի ազդանշանների մարտկոցները): Մանրածախ առևտրի կետերի հանձնման փորձարկումները ծավալով երկրորդ ամենաարդյունավետ մեթոդն էին, բայց հանրության կողմից ամենաքիչ ընդունված և օգտագործվողներից մեկը: Ե՛վ ճանապարհեզրային, և՛ փոստային փորձարկումները ստացան ամենաբարձր իրազեկվածությունը և համայնքային աջակցությունը։

Մեծ Բրիտանիայում կենցաղային մարտկոցները կարող են վերամշակվել քաղաքային իշխանությունների կողմից սահմանված վերամշակման կետերում, ինչպես նաև որոշ խանութներում և առևտրի կենտրոններում, օրինակ՝ Քարիսում և The Link-ում։

2008 թվականին Sainsbury's-ի կողմից մեկնարկած ծրագիրը թույլ է տվել կենցաղային մարտկոցները անվճար ուղարկել իրենց խանութներում վաճառվող ծրարներով: Այս ծրագիրը չեղարկվել է թագավորական փոստի խնդրանքով՝ կենցաղային մարտկոցների և վտանգավոր արդյունաբերական թափոնների ուղարկման պատճառով։

2010 թվականի փետրվարի 1-ից մարտկոցները կարող են վերամշակվել ցանկացած վայրում, որտեղ տեղադրված է «Եղիր դրական» նշանը: Խանութներն ու առցանց մանրածախ առևտրով զբաղվողները, որոնք տարեկան վաճառում են ավելի քան 32 կիլոգրամ մարտկոց, պետք է ապահովեն մարտկոցների վերամշակման հնարավորություններ: Սա համարժեք է օրական չորս AA մարտկոցներից բաղկացած մեկ տուփի: Այս քանակությունը վաճառող խանութները, ըստ օրենքի, պարտավոր են ապահովել վերամշակման հնարավորություններ 2010 թվականի փետրվարի 1-ից։

Մեծ Բրիտանիայում աճող թվով խանութներ (Argos, Homebase, B&Q, Tesco և Sainsbury's) իրենց հաճախորդներին տրամադրում են մարտկոցների վերադարձման տուփեր և բալոններ։

### Հյուսիսային Ամերիկա
Վերալիցքավորվող մարտկոցների արդյունաբերությունը ստեղծել է Վերալիցքավորվող մարտկոցների վերամշակման կորպորացիան (RBRC), որը Միացյալ Նահանգներում և Կանադայում իրականացնում է Call2Recycle անվամբ մարտկոցների վերամշակման ծրագիր։ RBRC-ն բիզնեսներին տրամադրում է նախապես վճարված առաքման տարաներ բոլոր տեսակի լիցքավորվող մարտկոցների համար, մինչդեռ սպառողները կարող են մարտկոցները հանձնել բազմաթիվ մասնակից հավաքման կենտրոններում: Այն պնդում է, որ վերամշակված մարտկոցի ոչ մի բաղադրիչ ի վերջո չի հասնում աղբավայր: Այլ ծրագրեր, ինչպիսին է «Մեծ կանաչ արկղ» ծրագիրը, առաջարկում են վերամշակման տարբերակ բոլոր քիմիական նյութերի համար, ներառյալ ալկալային և լիթիումային առաջնային մարտկոցները:

Հետազոտությունը գնահատել է մարտկոցների վերամշակման մակարդակը Կանադայում՝ հիմնվելով RBRC տվյալների վրա։ 2002 թվականին, գրված է, որ հավաքագրման մակարդակը կազմել է 3.2%: Սա ենթադրում է, որ լիցքավորվող մարտկոցների 3.2%-ը վերամշակվել է, իսկ մնացածը՝ նետվել աղբարկղ: 2005 թվականին, եզրակացրել է այն, որ հավաքագրման մակարդակը բարձրացել է մինչև 5.6%:

2009 թվականին Kelleher Environmental-ը թարմացրեԼ Է ուսումնասիրությունը։ Թարմացված տարբերակը գնահատում է հետևյալը. «5 և 15 տարվա կուտակման ենթադրությունների համար հավաքագրման մակարդակի արժեքները համապատասխանաբար կազմում են՝ 8%-ից 9% NiCd մարտկոցների համար, 7%-ից 8% NiMH մարտկոցների համար, և 45%-ից 72% լիթիում-իոնային և լիթիում-պոլիմերային մարտկոցների համար միասին։ RBRC ծրագրի միջոցով կյանքի ավարտի փոքր կնքված կապարաթթվային (SLA) սպառողական մարտկոցների հավաքագրման մակարդակը գնահատվել է 10%՝ 5 տարվա և 15 տարվա կուտակման ենթադրությունների համար։ Պետք է նաև ընդգծել, որ այս թվերը հաշվի չեն առնում երկրորդային սպառողական մարտկոցների հավաքագրումը այլ աղբյուրներից, և իրական հավաքագրման մակարդակը, հավանաբար, ավելի բարձր է, քան այս արժեքները»։

2011 թվականի նոյեմբերին «Նյու Յորք Թայմս»-ի հոդվածում նշվում էր, որ Միացյալ Նահանգներում հավաքված մարտկոցները ավելի ու ավելի հաճախ են տեղափոխվում Մեքսիկա վերամշակման համար՝ երկու երկրների միջև շրջակա միջավայրի և աշխատանքային կանոնակարգերի խստության միջև եղած անհամապատասխանության աճի հետևանքով։

2015 թվականին Energizer-ը հայտարարել է EcoAdvanced ապրանքանիշով վերամշակված մարտկոցների 3.8%-ից մինչև 4% (ըստ քաշի) պարունակող միանգամյա օգտագործման AAA և AA ալկալային մարտկոցների առկայության մասին։

### Ճապոնիա
Ճապոնիան չունի մարտկոցների վերամշակման վերաբերյալ միասնական ազգային օրենք, ուստի խորհուրդ է տրվում մարտկոցները հեռացնելու հարցում հետևել տեղական և տարածաշրջանային օրենքներին և կանոնակարգերին: Ճապոնիայի մարտկոցների ասոցիացիան (BAJ) խորհուրդ է տալիս, որ ալկալային, ցինկ-ածխածնային և լիթիումային առաջնային մարտկոցները կարող են հեռացվել որպես սովորական կենցաղային թափոններ։ BAJ-ի դիրքորոշումը կոճակային բջիջների և երկրորդային մարտկոցների վերաբերյալ վերամշակման և այս տեսակի մարտկոցների հետ գործ ունենալու ընթացակարգերի ազգային ստանդարտացման բարձրացման կողմնակիցն է։

2004 թվականի ապրիլին ստեղծվել է Ճապոնիայի շարժական վերալիցքավորվող մարտկոցների վերամշակման կենտրոնը (JBRC)՝ մարտկոցների վերամշակումը ամբողջ Ճապոնիայում կազմակերպելու և խթանելու համար: Նրանք մարտկոցների վերամշակման տարաներ են տրամադրում խանութներին և այլ հավաքման կետերին։

### Հնդկաստան
Հնդկաստանի կապար-ցինկի զարգացման ասոցիացիայի (ILZDA) տվյալներով՝ Հնդկաստանը կապար-թթվային մարտկոցների աշխարհի հիմնական սպառողներից մեկն է։ Հնդկաստանում, վերջին շրջանում միջին հարստության արագ աճով, նկատվել է ավտոմեքենաների զգալի աճ, և համապատասխանաբար աճել է կապար-թթվային մարտկոցների վերամշակումը։

Հնդկաստանում չկա պաշտոնական պլանավորված վերամշակման արդյունաբերություն: Արդյունաբերությունը հարգված չէ և չունի վերամշակման համար նախատեսված գոտիներ: Այնուամենայնիվ, մի երկրում, որտեղ մարդկանց մեծ մասը դեռևս աղքատության մեջ է, կապար-թթվային մարտկոցների վերամշակման մեծ մասն իրականացվում է անհատների և փոքր ոչ ֆորմալ ձեռնարկությունների կողմից, որոնք հաճախ չեն ձեռնարկում անվտանգության կամ շրջակա միջավայրի պաշտպանության միջոցառումներ։

ILZDA-ն պահանջել է բազմաթիվ փոփոխություններ Հնդկաստանի արդյունաբերության և դրա կարգավորման մեջ, ներառյալ բոլոր մարտկոցների վաճառողների գրանցումը և նրանց եկամուտների հավաքագրումը, ինչպես նաև լավագույնս գրանցված վերամշակողների ճանաչումը, միաժամանակ կիրառելով պատժամիջոցներ կառավարության կանոնակարգերը խախտողների համար։

Հնդկաստանի երկու խոշորագույն առաջատար ընկերությունները՝ կապար արտադրող, արտահանող Gravita India-ն և կապարային մարտկոցներ արտադրող Amara Raja-ն, համագործակցել են՝ տարեկան Amara Raja-ի գործարաններից 8000 տոննա կապարային ջարդոն վերամշակելու և այն նրանց վերադարձնելու համար՝ վերօգտագործման համար (Gravita-ն հայտարարել է, որ տարեկան կարող է վերամշակել մինչև 50,000 տոննա կապար և ալյումին): Ընկերությունները նշել են, որ համատեղ ծրագիրը նպատակ ունի խթանել շրջակա միջավայրի պաշտպանությունը և կայունությունը։

Լիթիումային մարտկոցների վերամշակման կենտրոնը բացվել է 2025 թվականին։

## Առողջապահական և բնապահպանական մտահոգություններ
Չնայած մարտկոցների վերամշակման դրական հեռանկարներին, բացասական հետևանքները նույնպես ազդում են զարգացող երկրների վրա, որոնք վերամշակում են մարտկոցներ, մասնավորապես՝ կապար և լիթիում պարունակողների վրա։

Կապարը խիստ թունավոր նյութ է, և դրա մշակումը կարող է հանգեցնել մարդկանց աղտոտման և վարակման, ինչը կարող է հանգեցնել երկարատև առողջական խնդիրների և նույնիսկ հաշմանդամության։ Մեկ վարկանիշային աղյուսակի համաձայն՝ կապար-թթվային մարտկոցների վերամշակումը, անկասկած, աշխարհում ամենամահացու արդյունաբերական գործընթացն է՝ հաշմանդամության հետ կապված կորցրած կյանքի տարիների առումով, որը կազմում է անհատական ​​կյանքի մոտավորապես 2,000,000-ից 4,800,000 կորցրած տարի։

2015 թվականից ի վեր զարգացող երկրները, ինչպիսին է Վիետնամը, մեծացրել են իրենց մարտկոցների վերամշակման հզորությունները, քանի որ մարտկոցների համաշխարհային պահանջարկն աճել է: Մարտկոցների վերամշակման գործընթացը հաճախ հանգեցնում է շրջակա միջավայր թունավոր մետաղների արտանետմանը: Այս երկրներից շատերում մարտկոցների հետ աշխատող աշխատողների համար քիչ պաշտպանություն կա։ Ինդոնեզիայի նման երկրներում հաղորդվել է, որ չորս տարվա ընթացքում մարտկոցներ վերամշակողների արյան մեջ կապարի մակարդակը գրեթե կրկնապատկվել է։ Աշխատողների կապարի ազդեցությունը կարող է փոխանցվել նաև աշխատանքից դուրս գտնվող ընտանիքի անդամներին, ինչը, ի վերջո, կհանգեցնի կապարով թունավորման։

Շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության վերաբերյալ պատկերացում կազմելու համար շարունակվում են ավելի շատ ուսումնասիրություններ: Ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ լիթիում-իոնային մարտկոցների մեծ մասը պարունակում է պեր- և պոլիֆտորալկիլային նյութեր (PFAS): PFAS-ը կուտակվում է մարդկանց և վայրի բնության մեջ՝ հաճախ հանգեցնելով իմունային համակարգի և վահանաձև գեղձի խանգարումների, լյարդի հիվանդությունների և մարմնի ներսում հոմեոստազի հետ կապված այլ խնդիրների։ Թաղամասերի կապարով աղտոտումը պայմանավորված է կապարային մարտկոցների վերամշակման գործընթացով: 1992 թվականին EPA-ն հաղորդել է, որ EPA-ի Superfund մաքրման ցանկում ներառված են 29 կապար վերամշակող վայրեր, որոնցից 22-ը՝ «Ազգային առաջնահերթությունների ցանկում»։
*

## Ծանոթագրություններ

## Գրականություն
*

## Արտաքին հղումներ
*"Taking Batteries Green", *ECN Magazine* article from 2010

Կատեգորիա:Էներգիա
Կատեգորիա:Թափոնների մշակման տեխնոլոգիա
Կատեգորիա:Շրջակա միջավայրի պաշտպանություն