وضعیت: بسته
شماره سند:
تاریخ انتشار: 1402/10/05
مهلت ارسال پیشنهاد: 1402/10/27
فرصتها: براساس پیشنهادها قابل مذاکره خواهد بود.
تماس : 02166530680 – 02166533864
ارسال پروپوزالها: https://ghazal.inif.ir
باتریهای لیتیومی فرسوده به عنوان مهمترین ذخایر انرژی در عصر حاضر به حساب میآیند که به واسطه توسعه حمل و نقل الکتریکی، بهرهمندی از آن به صورت فزایندهای در حال رشد است. افزایش مصرف و استفاده از باتریهای لیتیومی موجب رشد انباشت پسماند این باتریها میگردد. پسماند این باتریها را میتوان از دو منظر محیطزیستی و اقتصادی بررسی نمود. این پسماندها به واسطه آنکه دارای فلزات سنگین نظیر نیکل، کبالت و منگنز هستند، میتوانند به عنوان خطری بالقوه برای محیطزیست به حساب آیند. از جهت دیگر، باتریهای لیتیومی به عنوان منبعی غنی از نیکل، کبالت، منگنز و لیتیوم به حساب میآیند و میتوان گفت غلظت این عناصر در باتری لیتیومی فرسوده در مقایسه با منابع اولیه آنها بسیار بیشتر است. لازم به ذکر است کشور ایران از منابع اولیه نیکل، کبالت محروم است و منابع اولیه منگنز و لیتیوم آن به واسطه عیار پایین این منابع، استخراج از آنها به لحاظ اقتصادی توجیهپذیر نیست. بازیافت باتریهای لیتیومی با توجه به حجم مصرف و غلظت بالای عناصر نیکل و کبالت میتواند عدم بهرهمندی از منابع اولیه غنی را جبران کند.
مهمترین چالش در این مسیر شباهت خواص فیزیکی و شیمیایی نیکل و کبالت، امکان تولید محصول اقتصادی با خلوص بالا و در مقیاس صنعتی را دشوار میکند. ضرورت تعریف این مساله، دستیابی به روشی اقتصادی و قابلتوسعه با امکان تولید صنعتی برای جدایش نیکل و کبالت است.
برای بازیافت باتریهای لیتیومی فرسوده گلوگاههای متعددی وجود دارد که در مقیاس آزمایشگاهی در شرکت متقاضی برطرف شده است اما در زمینه جدایش نیکل از کبالت در مقیاس صنعتی هنوز چالشهایی وجود دارد.
جدایش نیکل از کبالت با توجه به شباهت فراوان خواص فیزیکی و شیمیایی، از پیچیدگی فراوان برخوردار است، برای جدایش این دو عنصر با استفاده از رسوبدهی شیمیایی تحقیقات گستردهای صورت گرفته است؛ دیمتیلگلیاکسیم یکی از مهمترین رسوب دهندههای نیکل است که به صورت انتخابی میتواند نیکل را از کبالت جدا کند و قابلیت استفاده مجدد را نیز دارد. یکی از روشهای جدایش این دو عنصر، استفاده از تفاوت حد حلالیت با تغییر درجه اکسایش یونهاست. کبالت در قیاس با نیکل تمایل بیشتری به اکسایش دارد و تفاوت بسیار زیادی بین حلالیت یون دو ظرفیتی نیکل و کبالت سه ظرفیتی وجود دارد که باعث رسوب دهی کبالت میشود.
در محصول دانشبنیان شرکت، این دو عنصر با استفاده از دیمتیلگلیاکسیم از یکدیگر تفکیک شدهاند و محصولی با خلوص بالا تولید شده است. چالشی که در این فرآیند وجود دارد قیمت بسیار بالای دیمتیلگلیاکسیم است که توجیهپذیری اقتصادی طرح را برای صنعتیسازی به خطر میاندازد. لذا میبایست برای جدایش نیکل و کبالت از رویکردهای دیگری استفاده نمود. به منظور برطرف نمودن این چالش میبایست علاوه بر استخراج حلالی، تکنولوژیهای دیگر بررسی گردد تا بتوان بهترین روش از لحاظ اقتصادی و فنی انتخاب گردد. خروجی این بخش میبایست با ادامه فرآیند بازیافت باتری لیتیومی که در شرکت متقاضی پیاده سازی شده است همخوانی داشته باشد تا بتوان فرآیند پیشین را بهبود داد.
همچنین، با توجه به هدف صنعتیسازی محصول نیاز است فرآیند در فاز پایلوت بررسی و تست گردد تا بتوان گلوگاههای موجود برای صنعتیسازی برطرف شود. از مهمترین گلوگاهها، کاهش راندمان و سختی کنترل فرآیند است که باید برای آمادهسازی محصول برای صنعتیسازی در این فاز بر طرف گردد. راندمان و پیچیدگی در فرآیند صنعتی میتواند خلوص محصول نهایی را تحت الشعاع قرار دهد که باید برای آن چارهجویی نمود.
به طور خلاصه، گلوگاه تحقیقاتی این طرح، جداسازی موثر نیکل از کبالت با خلوص بالا، راندمان بالای 70 درصد فرآیند و اجرایی بودن فرآیند در مقیاس پایلوت و صنعتی است.
پروپوزالها صرفاً باید در چارچوب موردنظر صندوق نوآوری و شکوفایی، تدوین و حداکثر تا تاریخ 27 دی 1402 در سامانه غزال به آدرس https://ghazal.inif.ir ارسال شوند. پروپوزالهایی که در چارچوبی غیرازآن، یا به روشهای دیگر به دست صندوق برسند، وارد فرایند ارزیابی نخواهند شد.