Elektrikli Araç Batarya Atıkları İle Beton Üretimi

2040 yılında alışılmadık derecede sessiz sokaklarda uyanmayı hayal edin. O zamana kadar, dünya genelindeki araçların tahmini %60’ı elektrikli olabilir ve bu da şehirlerdeki hava kirliliğini ve gürültüyü azaltabilir, ancak daha temiz ulaşıma geçiş, daha az bilinen bir sorunla birlikte geliyor: Madencilik atıklarında büyük bir artış.

Elektrikli araç bataryalarında hayati bir bileşen olan lityum, olağanüstü miktarda atık bırakıyor. Sadece 2023 yılında, küresel batarya endüstrisi 1,8 milyon ton lityumla ilgili atık üretti ve bunun neredeyse tamamı çöplüğe gönderildi.

Aynı zamanda, inşaat sektörü kendi çevresel kriziyle karşı karşıya. Beton, dünyada en yaygın kullanılan insan yapımı malzemedir. Ana bileşeni olan Portland çimentosu, küresel karbon emisyonlarının yaklaşık %8’inden sorumludur. Talep arttıkça, endüstri daha temiz alternatifler konusunda çözüm arıyor. Bu iki zorluk  hızla artan lityum üretimi ve çimentonun karbon problemi  ilgisiz gibi görünebilir ancak her ikisinin de çözümü aynı olabilir: Lityum madenciliği atıklarını yeni bir tür düşük karbonlu çimentoya dönüştürmek.

Gözden kaçan bir atık sorunu

Lityum iyon piller, 1970’lerde icat edildiklerinden beri küresel enerji görünümünü yeniden şekillendirdi. Elektrikli araç satışları artmaya devam ettikçe değerlerinin 400 milyar ABD dolarının üzerine çıkması bekleniyor ancak lityum doğada saf metal olarak bulunmaz. Minerallerden veya tuzlu sulardan çıkarılması gerekir. Bunların çoğu, dünyanın rezervlerinin %60’ından fazlasını elinde bulunduran Şili, Arjantin ve Bolivya’nın oluşturduğu “lityum üçgeninde” yer almaktadır.

Lityum çıkarımı karmaşık bir iştir. Üretilen her ton pil sınıfı lityum karbonat için yaklaşık dokuz ila on ton atık oluşmaktadır. Ülkeler iklim hedeflerine ulaşmak için yarışırken, lityum talebinin 2030 yılına kadar üç katına çıkması bekleniyor.

İngiltere hükûmeti, Cornwall ve İngiltere’nin kuzeydoğusunda yeni çıkarma alanları geliştirmeyi planlıyor, ancak bu büyüyen atık akışı değerli bir şey içeriyor. Kimyasal olarak, lityum madenciliği atığı, çimentonun sertleşmesine ve mukavemet kazanmasına yardımcı olan aynı bileşikler (silikatlar, alümina ve kalsiyum oksitler) açısından zengindir. Başka bir deyişle, bir yeşil teknolojinin atığı, bir diğerinin temizlenmesine yardımcı olabilir.

Ekibimiz, İngiltere lityum madenciliği atığının betonda çimentonun yerine kullanılıp kullanılamayacağını test ediyor.

Fikir basit. Bu atık, tamamlayıcı bir bağlayıcı malzeme olarak işlev görebilirse, geleneksel çimento ihtiyacını azaltabilir. Bu da karbon emisyonlarını %50’ye kadar düşürebilir ancak bunu kanıtlamak için detaylı bilimsel çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır.

Lityum atığı bazlı betonların mikro yapısı, kimyasal davranışı ve uzun vadeli dayanıklılığının analizi için, erken laboratuvar testlerinden gerçek koşullarda tam ölçekli denemelere kadar çalışmalar devam etmektedir. Başarılı olursa, “lityum beton” İngiltere’ye ülkenin gelişmekte olan lityum endüstrisinden elde edilen atıkları düşük karbonlu altyapı inşa etmek için kullanmanın bir yolunu sağlayabilir.

Yıllardır beton endüstrisi, Portland çimentosuna olan bağımlılığını, uçucu kül ve yüksek fırın cürufu gibi endüstriyel yan ürünlerle ikame ederek azaltmaya çalışmaktadır ancak kömür santrallerinin kapanması ve ağır sanayinin değişmesiyle bu malzemeler giderek azalmaktadır. Aslında, geleneksel çimento alternatiflerinde yakın zamanda bir kıtlık yaşanabilir ve bu da karbonsuzlaştırma konusunda ilerlemeyi tehdit edebilir. Bu durum, yeni malzemeler arayışını acil hâle getirmektedir. Büyük miktarlarda bulunan ve çimento ile kimyasal olarak uyumlu olan lityum maden atığı, sektörün bir darboğazla karşı karşıya olduğu bir dönemde umut vadeden bir seçenek sunuyor.

Neden bu önemli?

Çevresel riskler yüksek. Beton, evlerden hastanelere, okullara ve köprülere kadar inşa ettiğimiz hemen her şeyin temelini oluşturuyor ve talep giderek artıyor. Klinkerden (çimentonun temel bileşeni) kaynaklanan emisyonların azaltılması ve alternatif bağlayıcıların kullanılması, sektörün 2050 yılına kadar net sıfır emisyona ulaşması için gereken azaltmaların %20’sini sağlayabilir.

Lityum maden atığı, betonda kullanılan çimentonun bir kısmının yerini alabilirse, emisyonları azaltmaya, çöp depolama alanlarını küçültmeye ve İngiltere’nin ithal endüstriyel yan ürünlerden uzaklaşma sürecinde direncini güçlendirmeye yardımcı olur. Ayrıca, elektrikli arabalar gibi yeşil ulaşım araçlarına geçişin çevresel yükleri başka yerlere kaydırmaması anlamına da gelir.

Daha temiz teknolojiye geçiş de döngüsel olması gerekmektedir. Yeşil geçişin bir parçasının diğerine sorun yaratmasına izin vermek yerine, malzemeler yeniden kullanılmalı ve sistemde mümkün olduğunca uzun süre kalacak şekilde tasarlanmalıdır.

Kaynak: https://theconversation.com/could-electric-vehicle-battery-waste-fix-concretes-carbon-problem-268609