സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പുരോഗതിയും ജീവിത നിലവാരം മെച്ചപ്പെട്ടതും മൂലം, ബാറ്ററികൾ അവശ്യ ഊർജ്ജ സംഭരണ ഉപകരണങ്ങളായി മാറിയിരിക്കുന്നു, മൊബൈൽ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾ, ഒപ്പം പുനരുപയോഗിക്കാവുന്ന ഊർജ്ജ സംഭരണ ബാറ്ററി സംവിധാനങ്ങൾ. എന്നിരുന്നാലും, പരിമിതമായ സേവന ജീവിതം കാരണം, വലിയ തോതിൽ ഉപയോഗിച്ച ബാറ്ററികൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നത് പരിസ്ഥിതിക്ക് ഗുരുതരമായ ഭീഷണി ഉയർത്തുന്നു. പാഴായ ബാറ്ററികളിൽ ഘനലോഹങ്ങളും അപകടകരമായ രാസവസ്തുക്കളും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, അവ അനുചിതമായി സംസ്കരിച്ചാൽ ദീർഘകാല പാരിസ്ഥിതിക മലിനീകരണത്തിന് കാരണമാകുകയും മനുഷ്യന്റെ ആരോഗ്യത്തിന് അപകടമുണ്ടാക്കുകയും ലിഥിയം, കൊബാൾട്ട്, നിക്കൽ തുടങ്ങിയ വിലയേറിയ ലോഹ വിഭവങ്ങൾ നഷ്ടപ്പെടാൻ കാരണമാവുകയും ചെയ്യും. അതിനാൽ, പരിസ്ഥിതി സംരക്ഷണത്തിന്റെയും വിഭവ വിനിയോഗത്തിന്റെയും വീക്ഷണകോണുകളിൽ നിന്ന്, ഉപയോഗിച്ച ബാറ്ററികളുടെ കാര്യക്ഷമമായ സംസ്കരണവും പുനരുപയോഗവും വിഭവ വൃത്താകൃതിയും സുസ്ഥിര വികസനവും കൈവരിക്കുന്നതിന് വളരെ പ്രധാനമാണ്.
ബാറ്ററി ആപ്ലിക്കേഷനുകളും വിപണി വളർച്ചയും
കഴിഞ്ഞ 200 വർഷത്തിനിടയിൽ, ബാറ്ററികൾ ഒരു അവശ്യ ഊർജ്ജ സംഭരണ ഉപകരണമായി വർത്തിച്ചുവരുന്നു, കുറഞ്ഞ വില, സുരക്ഷ, സ്ഥിരത, ഉയർന്ന പരിവർത്തന കാര്യക്ഷമത, നല്ല പരിസ്ഥിതി പൊരുത്തപ്പെടുത്തൽ എന്നിവ കാരണം പോർട്ടബിൾ ഇലക്ട്രോണിക്സ്, ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾ, മറ്റ് നിരവധി മേഖലകളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു [1]. എന്നിരുന്നാലും, ഉപഭോഗ നവീകരണങ്ങളുടെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വേഗതയും ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾക്കുള്ള തുടർച്ചയായി വളരുന്ന ആവശ്യകതയും കണക്കിലെടുത്ത്, 2024 ജനുവരി മുതൽ ജൂൺ വരെയുള്ള കാലയളവിൽ ആഭ്യന്തര, അന്താരാഷ്ട്ര വിപണികൾ യഥാക്രമം 318.1 GWh, 84.5 GWh, 23 GWh എന്നിവ വിൽക്കുമെന്ന് കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങളുടെ ഉൽപ്പാദനവും വിൽപ്പനയും യഥാക്രമം 4.929 ദശലക്ഷം യൂണിറ്റിലെത്തി, ഇത് യഥാക്രമം 30.1%, 32.0% എന്നിങ്ങനെ വാർഷിക വളർച്ചയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, അതേസമയം ചൈനീസ് ഇലക്ട്രിക് വാഹന കയറ്റുമതി ആകെ 1.0849 ദശലക്ഷം യൂണിറ്റുകളായി, കഴിഞ്ഞ വർഷത്തെ ഇതേ കാലയളവിനെ അപേക്ഷിച്ച് 36.9% വർദ്ധനവ്.
ബാറ്ററി ആയുസ്സും മാലിന്യ ഉത്പാദനവും
കൂടാതെ, ലെഡ്-ആസിഡ് ബാറ്ററികൾക്ക് സാധാരണയായി 2-3 വർഷവും, നിക്കൽ-മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡ് ബാറ്ററികൾക്ക് 3-5 വർഷവും, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്ക് 2-6 വർഷവും ആയുസ്സ് ഉണ്ടെന്ന് ഡാറ്റ കാണിക്കുന്നു. ഈ ചെറിയ ആയുസ്സ് കാരണം ധാരാളം ബാറ്ററികൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ചൈന ബിസിനസ് ഇൻഡസ്ട്രി റിസർച്ച് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിന്റെ പ്രവചനങ്ങൾ അനുസരിച്ച്, വിരമിച്ച ബാറ്ററികളുടെ എണ്ണം പവർ ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികൾ 2025 ആകുമ്പോഴേക്കും ചൈനയിൽ പവർ ബാറ്ററി പുനരുപയോഗത്തിന്റെ അളവ് 1.04 ദശലക്ഷം ടണ്ണിലെത്തും, 2030 ആകുമ്പോഴേക്കും ഇത് 3.5 ദശലക്ഷം ടണ്ണായി ഉയരും. 2030 ആകുമ്പോഴേക്കും ചൈനയിൽ പവർ ബാറ്ററി പുനരുപയോഗത്തിന്റെ വിപണി വലുപ്പം ഏകദേശം 140 ബില്യൺ യു.എൻ.ബി.യിലെത്തുമെന്നും, 2022 നെ അപേക്ഷിച്ച് ഒമ്പത് മടങ്ങ് കൂടുതലായിരിക്കുമെന്നും കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.
പുനരുപയോഗത്തിലും വിപണി നിയന്ത്രണത്തിലും നേരിടുന്ന വെല്ലുവിളികൾ
എന്നിരുന്നാലും, കാലഹരണപ്പെട്ട മാനദണ്ഡങ്ങൾ, പരിമിതമായ എണ്ണം യോഗ്യതയുള്ള സംരംഭങ്ങൾ, ദുർബലമായ മേൽനോട്ടം എന്നിവ കാരണം, ഉപയോഗിച്ച ബാറ്ററികളുടെ വലിയൊരു ഭാഗം ചെറിയ വർക്ക്ഷോപ്പുകളിൽ അവസാനിക്കുന്നു, ഇത് കാര്യമായ സുരക്ഷാ അപകടസാധ്യതകൾ സൃഷ്ടിക്കുകയും ചൈനയുടെ ബാറ്ററി റീസൈക്ലിംഗ് വിപണിയുടെ സ്റ്റാൻഡേർഡ് വികസനത്തെ ഗുരുതരമായി തടസ്സപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. 2023 ആയപ്പോഴേക്കും, ചൈനയിൽ പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹന പവർ ബാറ്ററികൾക്കുള്ള സ്റ്റാൻഡേർഡ് റീസൈക്ലിംഗ് നിരക്ക് 25% ൽ താഴെയായിരുന്നു, ചെലവഴിച്ച ബാറ്ററികളുടെ 70% ത്തിലധികം നിയമവിരുദ്ധമായ റീസൈക്ലിംഗ് ചാനലുകളിലേക്ക് പ്രവേശിച്ചു. 2018 ൽ, ചൈനയിലെ വിരമിച്ച പവർ ബാറ്ററികളുടെ ആകെ അളവ് 74,000 ടണ്ണിലെത്തി, അതിൽ 5,472 ടൺ മാത്രമേ ശരിയായി പുനരുപയോഗം ചെയ്തിട്ടുള്ളൂ, ഇത് മൊത്തം വിരമിച്ച ബാറ്ററികളുടെ 7.4% മാത്രമാണ്, ഇത് പ്രവചിച്ച മൂല്യങ്ങളേക്കാൾ വളരെ കുറവാണ്.
പരിസ്ഥിതി, ആരോഗ്യ അപകടങ്ങൾ
ഉപയോഗിച്ച ബാറ്ററികളിലെ ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കളുടെയും ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളുടെയും തെറ്റായ സംസ്കരണം നിക്കൽ, കൊബാൾട്ട്, മാംഗനീസ് തുടങ്ങിയ ലോഹ അയോണുകളുടെയും മറ്റ് ജൈവ സംയുക്തങ്ങളുടെയും പ്രകാശനം മൂലം ഗുരുതരമായ പരിസ്ഥിതി മലിനീകരണത്തിന് കാരണമാകും, ഇത് മനുഷ്യന്റെ ആരോഗ്യത്തിന് അപകടമുണ്ടാക്കും. അതേസമയം, ഈ വസ്തുക്കൾക്ക് കാര്യമായ സാമ്പത്തിക മൂല്യമുണ്ട്. ശരിയായ പുനരുപയോഗം ഇല്ലെങ്കിൽ, വിലയേറിയ വിഭവങ്ങൾ പാഴാകുക മാത്രമല്ല, ഇരുമ്പയിരിനെ ചൈന ആശ്രയിക്കുന്നത് വർദ്ധിക്കുകയും ദേശീയ ഊർജ്ജ സുരക്ഷയെ ബാധിക്കുകയും ചെയ്യും.
വിഭവ മൂല്യവും തന്ത്രപരമായ പ്രാധാന്യവും
ഉദാഹരണത്തിന്, കാഥോഡ് വസ്തുക്കളിൽ കൊബാൾട്ട്, ലിഥിയം, നിക്കൽ എന്നിവയുടെ ഉള്ളടക്കം പ്രകൃതിദത്ത അയിരുകളേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ്, ഇത് യഥാക്രമം ഏകദേശം 5%–20%, 5%–7%, 5%–10% വരെ എത്തുന്നു, കൂടാതെ ചെമ്പ്, അലുമിനിയം, ഇരുമ്പ് തുടങ്ങിയ സൂക്ഷ്മ മൂലകങ്ങളും ഇതിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ലിഥിയം വിഭവങ്ങൾ വ്യക്തമായ ഭൗമരാഷ്ട്രീയ വിതരണ രീതികൾ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു, കൂടാതെ പുനരുപയോഗം ദേശീയ വിഭവ സുരക്ഷ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനൊപ്പം വിദേശ വിതരണത്തെ ആശ്രയിക്കുന്നത് കുറയ്ക്കും. ചെലവഴിച്ചതിൽ നിന്ന് വിലയേറിയ ലോഹങ്ങളുടെ കാര്യക്ഷമമായ വീണ്ടെടുക്കൽ ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികൾ ഗണ്യമായ സാമ്പത്തിക നേട്ടങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുക മാത്രമല്ല, പ്രധാനപ്പെട്ട ഭൗമരാഷ്ട്രീയ പ്രാധാന്യവും ഇതിനുണ്ട്.
ഈ അവലോകനം ബാറ്ററി തരങ്ങൾ, ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ സിസ്റ്റങ്ങൾ, അവയുടെ പ്രവർത്തന തത്വങ്ങൾ എന്നിവ സംഗ്രഹിക്കുന്നു. പത്തൊൻപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ ആദ്യകാല ബാറ്ററി ഡിസൈനുകളായ സിങ്ക്-കാർബൺ, ലെഡ്-ആസിഡ് ബാറ്ററികൾ, നിക്കൽ-മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡ് (NiMH), വാൽവ്-റെഗുലേറ്റഡ് ലെഡ്-ആസിഡ് (VRLA) ബാറ്ററികൾ ഉൾപ്പെടെയുള്ള ആധുനിക ബാറ്ററി സാങ്കേതികവിദ്യകൾ എന്നിവയുടെ താരതമ്യ വിശകലനം ഇത് നൽകുന്നു, പട്ടിക 1-ൽ വിശദമാക്കിയിരിക്കുന്നതുപോലെ അവയുടെ പ്രതിപ്രവർത്തന സംവിധാനങ്ങൾ, ഗുണങ്ങളും ദോഷങ്ങളും, ബാധകമായ മേഖലകൾ എന്നിവയിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു. റെസിഡൻഷ്യൽ, ഇൻഡസ്ട്രിയൽ, എയ്റോസ്പേസ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളുടെ വൈവിധ്യമാർന്ന ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നതിനായി ഭാവിയിലെ ബാറ്ററി സാങ്കേതികവിദ്യകൾ കൂടുതൽ ആയുസ്സ്, കുറഞ്ഞ ചെലവ്, മെച്ചപ്പെട്ട പാരിസ്ഥിതിക പ്രകടനം എന്നിവയിലേക്ക് ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നത് തുടരുമെന്ന് അവലോകനം ഊന്നിപ്പറയുന്നു.
ബഹുഭൂരിപക്ഷം ബാറ്ററികളുടെയും അടിസ്ഥാന ഘടനയിൽ സാധാരണയായി ഒരു കാഥോഡ്, ഒരു ആനോഡ്, ഒരു ഇലക്ട്രോലൈറ്റ്, ഒരു സെപ്പറേറ്റർ, ഒരു കേസിംഗ് എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികൾ ഘടനയുടെ കാര്യത്തിൽ ഒരു ഉദാഹരണമായി: കാഥോഡ് മെറ്റീരിയലിൽ സാധാരണയായി ഉയർന്ന വാലൻസ് ലോഹങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, അതേസമയം ആനോഡ് മെറ്റീരിയലിൽ പ്രധാനമായും ഗ്രാഫൈറ്റ്, ലോഹ വസ്തുക്കൾ അല്ലെങ്കിൽ സിലിക്കൺ വസ്തുക്കൾ പോലുള്ള കാർബൺ അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, കാർബൺ അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കളാണ് ഏറ്റവും സാധാരണമായത്. ഉദാഹരണത്തിന്, ആൽക്കലൈൻ ബാറ്ററികളിലും സിങ്ക്-കാർബൺ ബാറ്ററികളിലും, ആനോഡ് പ്രധാനമായും ലോഹ സിങ്ക് കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, അതേസമയം മാംഗനീസ് ഡൈ ഓക്സൈഡ് കാഥോഡായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു.
നിലവിൽ ഉപയോഗത്തിലുള്ള ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ പ്രധാനമായും ദ്രാവക ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളും (ഉദാ: ലിഥിയം ഹെക്സാഫ്ലൂറോഫോസ്ഫേറ്റ്) ഖര ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളുമാണ് (ഉദാ: ഓക്സൈഡുകൾ, സൾഫൈഡുകൾ, പോളിമറുകൾ മുതലായവ). ആദ്യത്തേത് ഉയർന്ന അയോണിക് ചാലകത വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു, രണ്ടാമത്തേത് മികച്ച സുരക്ഷാ പ്രകടനം നൽകുന്നു. സാധാരണയായി പോളിയെത്തിലീൻ (PE) അല്ലെങ്കിൽ പോളിപ്രൊഫൈലിൻ (PP) എന്നിവയിൽ നിന്ന് നിർമ്മിച്ച ബാറ്ററി സെപ്പറേറ്ററുകളെ സിംഗിൾ-ലെയർ PE അല്ലെങ്കിൽ PP മെംബ്രണുകൾ അല്ലെങ്കിൽ മൂന്ന്-ലെയർ PP/PE മെംബ്രണുകൾ എന്നിങ്ങനെ തരംതിരിക്കാം. കേസിംഗ് മെറ്റീരിയലുകൾ സാധാരണയായി ലോഹങ്ങളോ സംയോജിത വസ്തുക്കളോ ചേർന്നതാണ്.
ഉപയോഗശൂന്യമായ ബാറ്ററികളുടെ അപകടങ്ങൾ
പുനരുപയോഗം ചെയ്യാത്ത ബാറ്ററികൾ പാരിസ്ഥിതികവും ആരോഗ്യപരവുമായ അപകടസാധ്യതകൾ ഉയർത്തുന്നു. ബാറ്ററി ലീച്ചേറ്റിലെ ഘനലോഹങ്ങളും വിഷവസ്തുക്കളും മണ്ണിനെയും ജലപാതകളെയും മലിനമാക്കുകയും പ്രകൃതി ആവാസവ്യവസ്ഥയെ തടസ്സപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും. ഈ മാലിന്യങ്ങൾ ക്രമേണ ഭൂമിയിലും വിളകളിലും അടിഞ്ഞുകൂടുകയും ഒടുവിൽ മനുഷ്യശരീരത്തിൽ പ്രവേശിക്കുകയും ആരോഗ്യത്തിന് ഭീഷണിയാകുകയും ചെയ്യും. ലോഹ നാനോസ്ട്രക്ചറുകൾ, കാർബൺ അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കൾ, അയോണിക് ദ്രാവകങ്ങൾ തുടങ്ങിയ ബാറ്ററികളിൽ ഉയർന്നുവരുന്ന മാലിന്യങ്ങളും വ്യാപകമായി പഠിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ഈ വസ്തുക്കൾ ബാറ്ററി പ്രകടനം വർദ്ധിപ്പിക്കുമെങ്കിലും, അവ ഗുരുതരമായ പാരിസ്ഥിതിക അപകടങ്ങൾക്കും കാരണമായേക്കാം. ഉദാഹരണത്തിന്, ലോഹ നാനോസ്ട്രക്ചറുകൾക്ക് സംഭരണ ശേഷിയും ഊർജ്ജ കാര്യക്ഷമതയും മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും, പക്ഷേ അവ കൂടിച്ചേരുന്ന പ്രവണത കാണിക്കുന്നു, ഇത് പ്രകടന തകർച്ചയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ഗ്രാഫീൻ, കാർബൺ നാനോട്യൂബുകൾ പോലുള്ള കാർബൺ അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കൾ ജല ആവാസവ്യവസ്ഥയിൽ വിഷാംശം ഉണ്ടാക്കിയേക്കാം. അയോണിക് ദ്രാവകങ്ങൾ മണ്ണിലും വെള്ളത്തിലും അടിഞ്ഞുകൂടുകയും സൂക്ഷ്മാണുക്കളിൽ സൈറ്റോടോക്സിക് ഇഫക്റ്റുകൾ ഉണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യും.
കൂടാതെ, അപര്യാപ്തമായ ഇക്കോടോക്സിക്കോളജിക്കൽ ഗവേഷണം, പരിമിതമായ പുനരുപയോഗ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ, നിയന്ത്രണ വിടവുകൾ എന്നിവ കാരണം, പുതിയ ബാറ്ററി വസ്തുക്കളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പാരിസ്ഥിതിക അപകടസാധ്യതകൾക്ക് കൂടുതൽ ശ്രദ്ധ ആവശ്യമാണ്.
ഗ്രാഫീൻ അധിഷ്ഠിത വസ്തുക്കളുടെ (GFM-കൾ) കണ്ടെത്തൽ അവയുടെ പാരിസ്ഥിതിക ആഘാതത്തെക്കുറിച്ച്, പ്രത്യേകിച്ച് ജലജീവികളിൽ അവ ചെലുത്തുന്ന വിഷ ഫലങ്ങളെക്കുറിച്ച് ആശങ്കകൾ ഉയർത്തിയിട്ടുണ്ട്. ബാക്ടീരിയ, ആൽഗകൾ, അകശേരുക്കൾ, മത്സ്യങ്ങൾ എന്നിവയിൽ GFM-കൾ വിഷാംശം പ്രകടിപ്പിക്കുന്നുണ്ടെന്നും ഇത് അവയുടെ നിലനിൽപ്പിനെയും വളർച്ചയെയും പുനരുൽപാദനത്തെയും പ്രതികൂലമായി ബാധിക്കുന്നുണ്ടെന്നും പഠനങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന്, ഗ്രാഫീൻ ഓക്സൈഡിന് (GO) ആൽഗകളുടെ വളർച്ചയെ തടയാനും ഓക്സിഡേറ്റീവ് സമ്മർദ്ദം ഉണ്ടാക്കാനും കോശനാശത്തിലേക്ക് നയിക്കാനും കഴിയും. ജല പരിതസ്ഥിതികളിലെ GFM-കളുടെ സ്ഥിരതയും ചലനശേഷിയും അവയുടെ ആന്തരിക ഭൗതിക-രാസ ഗുണങ്ങളും ജലത്തിന്റെ ഭൗതിക-രാസ പാരാമീറ്ററുകളും സ്വാധീനിക്കുന്നു. ആഗിരണം, സംയോജനം തുടങ്ങിയ ജലത്തിലെ അവയുടെ പെരുമാറ്റങ്ങൾ ജലവ്യവസ്ഥയിലെ അവയുടെ വിതരണത്തെയും അന്തിമ വിധിയെയും മാറ്റും.
നിലവിൽ, GFM-കൾക്കുള്ള പരിസ്ഥിതി സുരക്ഷാ മാർഗ്ഗനിർദ്ദേശങ്ങൾ അപൂർണ്ണമാണ്, കൂടാതെ സ്റ്റാൻഡേർഡ് ടെസ്റ്റിംഗ് രീതികളും കുറവാണ്. അതിനാൽ, ശാസ്ത്രീയമായി മികച്ച സുരക്ഷാ മാർഗ്ഗനിർദ്ദേശങ്ങളും മാനേജ്മെന്റ് തന്ത്രങ്ങളും സ്ഥാപിക്കുന്നതിന്, അവയുടെ യഥാർത്ഥ പാരിസ്ഥിതിക സാന്ദ്രതയും ദീർഘകാല ഫലങ്ങളും നിർണ്ണയിക്കാൻ കൂടുതൽ ഗവേഷണം ആവശ്യമാണ്.
മാലിന്യ ബാറ്ററി മാനേജ്മെന്റ് പരിഹാരങ്ങൾ
ഉപയോഗിച്ച ബാറ്ററികളുടെ പ്രധാന നിർമാർജന രീതികളിൽ ഇൻസിനറേഷൻ, ലാൻഡ്ഫിൽ, റീസൈക്ലിംഗ് എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു [16]. ലൈഫ് സൈക്കിൾ അസസ്മെന്റ് (LCA) രീതി ഉപയോഗിച്ച്, ഉപഭോക്തൃ നിർമാർജനം മുതൽ അന്തിമ സംസ്കരണം അല്ലെങ്കിൽ പരിസ്ഥിതിയിൽ ഉൾപ്പെടുത്തൽ വരെയുള്ള ബാറ്ററികളുടെ മുഴുവൻ ജീവിതചക്രവും സുസാന സാര തുടങ്ങിയവർ വിലയിരുത്തി. ഭൂമി കൈവശപ്പെടുത്തുന്നതിലും ദീർഘകാല ഭൂഗർഭജല മലിനീകരണത്തിലും ലാൻഡ്ഫില്ലിംഗ് ഏറ്റവും വലിയ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നുവെന്ന് പഠനം കണ്ടെത്തി, അതേസമയം ഇൻസിനേഷൻ പ്രാഥമികമായി വായു ഉദ്വമനത്തെയും വിഭവ വിനിയോഗത്തെയും ബാധിക്കുന്നു. ഇതിനു വിപരീതമായി, പുനരുപയോഗം പരിസ്ഥിതി സംരക്ഷണത്തിനും വിഭവ വീണ്ടെടുക്കലിനും കാര്യമായ നേട്ടങ്ങൾ നൽകുന്നു. പുനരുപയോഗ പ്രക്രിയകളിൽ സാധാരണയായി പ്രീട്രീറ്റ്മെന്റ്, ലോഹ ചോർച്ച, വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ, ഉൽപ്പന്ന തയ്യാറാക്കൽ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു [17] (ചിത്രം 2 കാണുക). പ്രീട്രീറ്റ്മെന്റിൽ ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യൽ, മാനുവൽ ഡിസ്അസംബ്ലിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ മെക്കാനിക്കൽ വേർതിരിക്കൽ, അലുമിനിയം ഫോയിലിൽ നിന്ന് കാഥോഡ് വസ്തുക്കൾ വേർതിരിക്കൽ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. സാധാരണ രീതികളിൽ ലാന്റ് ഡിസൊല്യൂഷൻ, അൾട്രാസോണിക് സഹായത്തോടെയുള്ള വേർതിരിക്കൽ, താപ ചികിത്സ, മെക്കാനിക്കൽ വേർതിരിക്കൽ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.
നിലവിൽ, ലോഹ ചോർച്ച, വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ പ്രക്രിയകളിൽ പ്രധാനമായും പരമ്പരാഗത പൈറോമെറ്റലർജി, ഹൈഡ്രോമെറ്റലർജി എന്നിവയും ഉയർന്നുവരുന്ന ബയോ-മെറ്റലർജി സാങ്കേതിക വിദ്യകളും ഉൾപ്പെടുന്നു (പ്രത്യേക വ്യത്യാസങ്ങൾ പട്ടികയിൽ സംഗ്രഹിച്ചിരിക്കുന്നു. ലോഹ മൂലകങ്ങളെ സമ്പുഷ്ടമാക്കുന്നതിനും അവക്ഷിപ്തമാക്കുന്നതിനും ചെലവഴിച്ച ബാറ്ററികളുടെ ഉയർന്ന താപനില ചികിത്സയാണ് പൈറോമെറ്റലർജിയിൽ ഉൾപ്പെടുന്നത്. ലോഹമല്ലാത്ത ഘടകങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനും ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കൾ ലഭിക്കുന്നതിനും ബാറ്ററികൾ പൊളിച്ചുമാറ്റി പൊടിച്ചാണ് പ്രക്രിയ ആരംഭിക്കുന്നത്. തുടർന്ന്, ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കൾ കൂടുതൽ കൈകാര്യം ചെയ്യാവുന്ന രൂപങ്ങളാക്കി മാറ്റുന്നതിന് റിഡക്ഷൻ, ഓക്സിഡേഷൻ ഘട്ടങ്ങൾ ഉൾപ്പെടെയുള്ള റോസ്റ്റിംഗിന് വിധേയമാകുന്നു. ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള ചികിത്സ പിന്നീട് ഫ്ലക്സുകളും കുറയ്ക്കുന്ന ഏജന്റുകളുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് അലോയ്കളോ ലോഹ മൂലകങ്ങളോ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, അവ ഒടുവിൽ ഭൗതികവും രാസപരവുമായ വേർതിരിക്കൽ രീതികളിലൂടെ വീണ്ടെടുക്കുന്നു.
ലെഡ്-ആസിഡ്, നിക്കൽ-കാഡ്മിയം, സിങ്ക്-മാംഗനീസ് ബാറ്ററികൾ പോലുള്ള സങ്കീർണ്ണമായ ഉപയോഗിച്ച ബാറ്ററികൾക്ക് പൈറോമെറ്റലർജി വളരെ ഫലപ്രദമാണെങ്കിലും, ഇത് ഊർജ്ജം ആവശ്യമുള്ളതും പരിസ്ഥിതിയെ മലിനമാക്കുന്നതുമാണ്. ലെഡ്, കാഡ്മിയം, സിങ്ക്, മെർക്കുറി തുടങ്ങിയ ഘടകങ്ങൾ 300–400°C താപനിലയിൽ ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുകയോ അവക്ഷിപ്തമാകുകയോ ചെയ്യും, അതിനാൽ ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം കൈകാര്യം ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്. തൽഫലമായി, ഈ ലോഹങ്ങൾ വീണ്ടെടുക്കുന്നതിനുള്ള പ്രാഥമിക രീതി പൈറോമെറ്റലർജിയായി തുടരുന്നു.
ഉപയോഗിച്ച ബാറ്ററികളിൽ നിന്നുള്ള ലോഹ മൂലകങ്ങളെ ലയിപ്പിക്കുന്നതിന് ഹൈഡ്രോമെറ്റലർജിയിൽ രാസ ലായകങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, തുടർന്ന് രാസ, ഭൗതിക സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ഉപയോഗിച്ച് വേർതിരിക്കലും വേർതിരിച്ചെടുക്കലും നടത്തുന്നു. ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കൾ ലഭിക്കുന്നതിന് ബാറ്ററി പൊളിച്ചുമാറ്റി പൊടിച്ചാണ് പ്രക്രിയ ആരംഭിക്കുന്നത്, തുടർന്ന് ലോഹ മൂലകങ്ങളെ ലയിപ്പിക്കുന്നതിന് അസിഡിക് അല്ലെങ്കിൽ ആൽക്കലൈൻ ലായനികൾ ഉപയോഗിച്ച് ചോർത്തുന്നു. തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ലായനികൾ അയോൺ എക്സ്ചേഞ്ച്, ലായക വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ അല്ലെങ്കിൽ മാലിന്യങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള മറ്റ് രീതികൾ വഴി ശുദ്ധീകരിക്കുന്നു. അവസാനമായി, മഴയും വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണവും വഴി മലിനജലത്തിൽ നിന്ന് കനത്ത ലോഹങ്ങൾ വീണ്ടെടുക്കുന്നു. ചെലവഴിച്ച നിക്കൽ-മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡ്, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളിൽ നിന്ന് ഉയർന്ന ശുദ്ധതയുള്ള ലോഹ വീണ്ടെടുക്കലിന് ഹൈഡ്രോമെറ്റലർജി പ്രത്യേകിച്ചും അനുയോജ്യമാണ്, പ്രത്യേകിച്ച് കൊബാൾട്ട്, നിക്കൽ പോലുള്ള വിലയേറിയ ലോഹങ്ങൾക്ക്. എന്നിരുന്നാലും, ഈ രീതി ഉപ്പ് അടങ്ങിയ മലിനജലം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, അത് സംസ്കരണം ആവശ്യമുള്ളതും ദ്വിതീയ മലിനീകരണത്തിന് കാരണമായേക്കാവുന്നതുമാണ്.
സൂക്ഷ്മാണുക്കളെയും അവയുടെ ഉപാപചയ ഉൽപ്പന്നങ്ങളെയും ഉപയോഗിച്ച് ഉപയോഗിച്ച ബാറ്ററികളിൽ നിന്ന് ലോഹ മൂലകങ്ങൾ ഫലപ്രദമായി വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നതാണ് ബയോ-മെറ്റലർജി. ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കൾ ലഭിക്കുന്നതിന് കേടായ ബാറ്ററികൾ പൊളിച്ചുമാറ്റുന്നതും, ലോഹങ്ങളെ ഫലപ്രദമായി ലയിപ്പിക്കുന്നതിന് പ്രത്യേക സൂക്ഷ്മജീവ മാധ്യമങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് അനുയോജ്യമായ സാഹചര്യങ്ങളിൽ ബയോലീച്ചിംഗ് നടത്തുന്നതും ഈ പ്രക്രിയയിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. തുടർന്നുള്ള ശുദ്ധീകരണ ഘട്ടങ്ങളിൽ അയോൺ എക്സ്ചേഞ്ചും ലായക വേർതിരിച്ചെടുക്കലും ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ ലോഹങ്ങൾ ഒടുവിൽ അവശിഷ്ടത്തിലൂടെയും വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിലൂടെയും വീണ്ടെടുക്കപ്പെടുന്നു. നിക്കൽ, കൊബാൾട്ട് തുടങ്ങിയ ഉയർന്ന മൂല്യമുള്ള ലോഹങ്ങളുടെ വീണ്ടെടുക്കലിന് ബയോ-മെറ്റലർജി പ്രത്യേകിച്ചും വിലപ്പെട്ടതാണ്.
