Lityum iyon piller, tehlikeli maddedir. Tekniğine uygun kullanılması lazım.
Tekniğine uygun kullanılmazsa patlama ve yangın çıkartır.
Lityum iyon pil kesiti Şekil 1'de verildi.
Şarj sırasında lityum iyonları pilin pozitif tarafındaki katottan hareket ederek anotun içine girer. Lityum iyon pili bileşenleri ve süreçleri Şekil 2'de gösteriliyor.
İlk şarj sırasında, ara katkılı lityum iyonları, elektrolitin çözücüsü ile hemen reaksiyona girer ve anot üzerinde, lityum iyonlarını geçiren ancak elektrolite geçirmeyen Katı-Elektrolit Arafazı (SEI) üzerinde bir pasifleştirme katmanı oluşturur.
Ve kullanılmış lityum atık piller tehlikeli atıktır.
Normal çalışma aralığının üzerindeki sıcaklıklarda, çoğu aynı anda meydana gelen elektrokimyasal reaksiyon süreçleri çok karmaşıktır.
Lityum Kobalt Oksit (LCO)/grafitin termal kaçak süreçlerini özetler.
69°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda SEI ayrışmaya başlar ve ardından anot ile elektrolit ve anot malzemeleri arasındaki ekzotermik reaksiyonlar ve bağlayıcı, ayırıcı erimesi, elektrolit ayrışması ve katot malzemesi ile elektrolit arasındaki reaksiyonlar gelir.
Lityum iyon pillerine veya bataryalarına hava sızarsa havanın nemi lityumla reaksiyona girer, hidrojen (H2) gazı oluşur ve batarya şişer, şişen batarya (pil) patlar.
Veya şişen lityum iyon bataryaların dış zarı delindiğinde, hasar gördüğünde veya ezildiğinde en tehlikeli batarya hacminin yaklaşık 100 katı yanıcı H2 gazı açığa çıkarır, H2 gazı alev alır ve patlayarak yangın meydana gelir.
Bir lityum iyon pilin katodu ile anodu arasındaki bariyer yırtıldığında, açıldığında, lityum moleküllerinden kopan bir termal reaksiyona neden olur.
Bu moleküller daha sonra kısa sürede aşırı yüksek sıcaklıklara ulaşabilir ve tutuşabilir veya patlayabilir.
Lityum iyon pilleri, cep telefonlarında, dizüstü bilgisayarlarda, e-sigaralarda, dijital kameralarda, şarj edilebilir ev aletlerinde, diş fırçalarında, elektrikli aletlerde, elektrikli bisikletlerde, elektrikli süpürge ve scooterlarda kullanılmaktadır.
Kısaca şarj edilebilir pillerin çoğu lityum iyon pillerdir.
Düğme kullanılmış lityum iyon piller, çöp kutusuna veya geri dönüşüm konteynırına atılmamalı.
Bu piller genellikle saatlerde, işitme cihazlarında, araba anahtarsız giriş uzaktan kumandalarında, oyuncaklarda, hesap makinelerinde ve müzikli tebrik kartlarında kullanılır.
Otomotiv veya araba kullanılmış aküleri çöp kutusuna veya geri dönüşüm kutusuna atılmamalı.
Bu kullanılmış piller genellikle arabalarda, kamyonlarda, golf saha araçlarında, eğlence araçlarında ve teknelerde kullanılır.
Bu pillerin bazıları kurşun ve asit içerir. Bunları satan herhangi bir servis istasyonuna veya otomobil tedarik mağazasına iade edilebilirler.
Kullanılmış araç akülerinin ve diğer otomotiv atıklarının atılması hakkında daha fazla bilgi edinilmelidir.
"Lityum iyon pilleri çok küçük bir hacimde önemli miktarda enerji depolar ve diğer pil türlerine kıyasla çok daha güçlüdür.
Bu enerji kontrolsüz bir şekilde açığa çıkarsa, yangın veya patlama meydana gelebilir.
Lityum iyon piller büyük miktarda enerji depolayabiliyor ve uygun şekilde saklanıp imha edilmediği takdirde tehdit oluşturabiliyor.
Kullanılmış lityum iyon pil yangınları suyla söndürülemez, su lityum kaynaklı yangını daha fazla şiddetlendirir.
Kullanılmış Lityum iyon piller, çöp kutusuna veya geri dönüşüm konteynerine ASLA atılmamalıdır, çok tehlikelidir.
Çöpe atılan kullanılmış Lityum-iyon piller çöp depolama alanlarında yangın riskini tetikler.
Kuru ve sıcak havalar, geri dönüşüm ve çöp depolama alanlarında kullanılmış lityum iyon pili kaynaklı yangınları artmaktadır.
Bir geri dönüşüm tesisinde lityum kaynaklı yangın çıkması aşağıdaki "X" paylaşımında verildi:
Bir geri dönüşüm tesisinde lityum kaynaklı yangın çıkması pic.twitter.com/2RRL0LIMLD
— Prof. Dr. Mustafa ÖZTÜRK (@ozturk_mustafa) August 21, 2022
Kullanılmış lityum iyon gibi atık piller ambalaj atığı konteynırına atıldığında geri dönüşüm tesisinde yangın riski oluşturur.
Çünkü hasar görmüş lityum atık pili hava ile temas ettiğinde patlar ve yangın çıkartır.
Kullanılmış Lityum İyon Piller = Geri dönüşüm tesislerinde yangın çıkartma tehlikesine sahiptir.
Kullanılmış lityum iyon pilleri kısa devre yapabilir.
Ve tabii ki plastik, kağıt ve kart gibi diğer yanıcı maddelerle birlikte olduklarında oldukça büyük yangınlara yol açabilirler.
Evlerde, işyerlerinde, okullarda, OSB'lerde ve sanayide ambalaj atığı içine atılan, piller ve elektrikli atıklardaki kullanılmış lityum iyon pilleri geri dönüşüm tesislerinde yangına neden olabilir.
Özelliklede lityum iyon piller ayrı toplanmalıdır.
Çevre Hizmetleri Derneği, İngiltere'de çöpe atılan lityum-iyon pil kaynaklı yangınların itfaiye hizmetlerine ve atık operatörlerine yılda yaklaşık 158 milyon sterline mâl olduğunu söylüyor.
İngiltere'de yerel yetkililer, ev çöp kutularına atılan pillerin her yıl çöp arabalarında ve atık işleme merkezlerinde yaklaşık 700 yangına neden olduğunu ifade ediyorlar.
Atık pilleri, özellikle kullanılmış lityum iyon piller, tekniğine uygun yönetilmezse ve kaynakta ayrı toplanmasını sağlanmazsa çöp depolama alanları dahil geri dönüşüm tesislerinde yangın riskleri artarak devam eder.
Son birkaç yılda, ABD, İngiltere, Fransa ve Çin'deki çeşitli geri dönüşüm tesislerinde çıkan feci yangınlardan kullanılmış lityum iyon pilleri sorumluydu.
Çöplere atılan kullanılmış lityum iyon piller yangınları hızla tetikler ve aşırı derecede sıcaktır.
Kullanılmış lityum iyon pillerinin aşırı ısınması halinde alev almalarına neden olabilirler.
Şehirlerde kullanılmış lityum iyon pilleri geri kazanmanın en güvenli yolu için yerel yönetimler web sitesi oluşturmalı ve piyasaya sürenler tarafından toplanması sağlanmalı.
Lityum iyon pillerin kullanımı arttıkça, kaynakta geri kazanımı yapılmadığı çöpe veya ambalaj atıkları konteynırına atıldığı sürece yangınlar daha sık olarak meydana gelir ve önemli ve değeri lityum geri dönüşüm kaynağı çöp olmuş olur.
2019-2020 yıllarında İngiltere'de genelinde ESA atık yönetimi üyeleri tarafından kaydedilen 670 yangının yüzde 38'i lityum iyon pil kaynaklıdır.
Geri dönüşüm tesislerindeki yangınların yüzde 50'sinin kullanılmış lityum iyon pillerden kaynaklandığı tespit edildi.
USA Today, 2017 yılında Kaliforniya atık yönetimi tesislerindeki yangınların yüzde 65'inin kullanılmış lityum iyon pillerden kaynaklandığını bildirildi.
Lityum, önemli yenilebilir enerji kaynağıdır.
Türkiye'deki geri dönüşüm ve çöp depolama alanlarında oluşan yangınların kaynakları ne?
Hitchin'deki yangın sonrası geri dönüşüm merkezi yangından sonra, kullanılmış lityum iyon pillerini ambalaj atıklarının atılmasını yasakladı.
Birçok geri dönüşüm tesisi, çıkan yangının ardından kullanılmış lityum iyon pil içeren geri dönüşüm ürünlerini kabul etmeyi durdurdu.
Belediyeler, kullanılmış lityum iyon pilleri çöp veya geri dönüşüm kutusuna atılmasını yasaklamalı.
İnsanlar kullandıkları lityum iyon pillerini yerel geri dönüşüm merkezlerine ya da herhangi bir büyük süpermarkete getirmeleridir - çoğu süpermarkette piller için bir geri dönüşüm kutusu bulunmalıdır. Lityum iyon pili satışı yapan tüm satış noktalarında lityum pil atıklarının toplanması zorunlu olmalı.
LiB yangınları, geleneksel ısı dedektörleri (en yavaş yöntem olduğu bildirildiği için tavsiye edilmemektedir), duman dedektörleri ve birleşik duman-ısı dedektörleri (bu nedenle önerilen en hızlı yöntem olduğu bildirilmektedir) kullanılarak tespit edilebileceği gösterildi.
Yangın, yakıt ve oksitleyici bir ısı kaynağına maruz kaldığında başlar ve sıcaklık, yakıt-oksitleyici karışımın parlama noktasının üzerine çıkarır.
Ateşin 4 unsurundan herhangi birinin (yakıtın tutuşma kaynağından izole edilmesi, yakıttaki oksijenin izole edilmesi, yakıtın tutuşma sıcaklığının altına soğutulması veya yanma reaksiyonlarının kesilmesi) herhangi birinin kesilmesi yanmayı durdurabilir.
Basınç birikmesi bir lityum iyon hücresini parçaladığında, yanıcı elektrolit açığa çıkar ve termal kaçak süreci, bir yangını başlatmak için yeterli ısıyı sağlayabilir.
Batarya paketinin aşırı ısınması, elektriksel kısa devre, hızlı şarj, deşarj döngüleri ve hatta üretim hataları gibi çeşitli nedenlerden kaynaklanır.
Altı yangın sınıfı vardır ve sınıflara uygun söndürücüler vardır, her sınıf aşağıda açıklanmıştır:
A. Sınıfı: Tekstil, ahşap veya kağıt gibi katı malzemeleri içeren yangınlar.
B. Sınıfı: Alkol, yağlar, benzin veya dizel gibi yanıcı sıvıları içeren yangınlar.
C. Sınıfı: Yanıcı gazları içeren yangınlar.
D. Sınıfı: Metalleri içeren yangınlar.
E. Sınıfı: Enerji verilmiş elektrikli cihazları içeren yangınlar.
F. Sınıfı: Fritözlerde olduğu gibi yanıcı yemeklik yağların neden olduğu yangınlar.
LiB yangınının yangın sınıfı, bataryayı oluşturan çeşitli bileşenler nedeniyle tartışmalıdır; ayırıcı malzeme, inşaat malzemesi ve elektrotlar (Sınıf A), yanıcı sıvı elektrolit (Sınıf B) ve enerjilendirilmiş elektrikli aparatlar (Sınıf E)
Bir geri dönüşüm tesisinde ve çöp depolama alanında lityum kaynaklı pil yangınlarını önlemek için çalışanlar tarafından yapılacak söndürme işlemi için kılavuz hazırlanmalıdır.
Bu yüzden geri dönüşüm tesisleri ve çöp depolama alanları kullanılmış lityum iyon pil yangınları dahil tüm yangınları söndürme donanımına sahip olmalı ve çalışanlar bu konuda gerekli eğitimi almış olmalılar. Böylece kirlilik büyümeden önlenebilir.
Yangınların tek bir hücreden söndürülmesinden ziyade, büyük bir akü paketindeki hücrelerin soğutulması, ısı yayılımının önlenmesi açısından daha önemli.
LiB yangınla mücadele stratejileri yalnızca yanan hücrenin söndürülmesine dayanmamalı, aynı zamanda yanan hücrenin ve bitişik hücrelerin soğutulmasını da içermeli.
LiB'leri söndürme işleminde şunlar kullanılır:
- sulu söndürücüler
- köpüklü söndürücüler
- toz/kuru tozlu söndürücüler
- karbon dioksit (co2
- halon bazlı söndürücüler
LiB'leri içeren yangınlar birçok yöntemle söndürülebilse de, termal kaçağın etkilerinin yönetilmesi daha zordur ve sürekli soğutma gerekir.
Halon bazlı yangınla mücadele maddelerinin çoğunun çevresel etkileri nedeniyle yasaklandığı ve azot veya argon gibi inert gazların kendi başlarına daha az etkili olduğu göz önüne alındığında, LiB yangınlarıyla mücadele için alternatif yollar bulma konusundaki ana itici güç esas olarak şunlara bağlıdır:
Sürekli söndürme ve soğutma için en verimli araç olarak suyun etkinliğini arttırmak ve belki de suyun kullanılmasının daha akıllı yollarını bulmak.
Bu bağlamda, çevre dostu katkı maddeleri kullanılarak veya daha iyisi nitrojen gibi bir inert gaz akımıyla kombinasyon halinde söndürme işlemi geliştirilebilir ve soğutma, püskürtme sistemlerinin daha iyi tasarlanması ve uygulanması yoluyla iyileştirilebilir.
Her iki durumda da su, bariz nedenlerden dolayı ideal ortamdır.
Su sisi artık bir yangın söndürme tekniği olarak iyice yerleşti, ancak LiB yangınlarını bastırmak için sınırlı bilgi mevcut.
Katkı maddeleri ve yüzey aktif maddeler içeren su sisi veya gazlı bir söndürme ortamı ile birlikte, LiB'ler için en umut verici söndürme ve soğutma yöntemi olarak kabul edilir.
LiB yangınlarını söndürmeye yönelik uygun kuralların oluşturulması için, su sisi ve farklı ortamlar kullanılarak yapılan yangınla mücadele sırasında LiB'lerin termal davranışları hakkında daha fazla araştırma yapılması gerekir.
Yangın esnasında oluşan gazlar, çok tehlikeli kanser yapıcı gazlar içerir.
Her geri dönüşüm ve atık depolama tesisinin yangın söndürme yol haritası olmalı.
Geri dönüşüm tesislerinin tüm noktaları duman-ısı dedektörleri ve kamera ile izlenmeli.
Kullanılmış lityum iyon piller, tamir edilemediğinde veya yeniden kullanılamadığında geri dönüşüme gidebilirler.
Kullanılmış Lityum iyon pilleri, geri dönüştürülebilir hafif bir metaldir. Tekrar tekrar geri dönüştürülebilir.
Çevre Koruma Ajansı'na göre;
kullanılmış lityum iyon pillerin (ve bunları içeren cihazların) geri dönüştürülmesi, temiz enerjiye geçişle ilgili ortaya çıkan sorunların çözülmesine ve pillerin uygunsuz şekilde atılmasından kaynaklanan sorunların önlenmesine yardımcı olacaktır. Ömrünü tamamlamış lityum iyon piller, yeni pillerin üretiminde ihtiyaç duyulan değerli kritik mineralleri içerir. Yenilenebilir enerji depolama sistemleri ve elektrikli araç bataryaları gibi temiz enerji teknolojileri bu mineralleri büyük miktarlarda talep edecek ve kullanılmış lityum iyon bataryaların geri dönüştürülmesi bu talebin karşılanmasına yardımcı olabilir.
McKinsey'in bildirdiğine göre geri dönüşüm, geri kazanılan pil malzemesinin ton başına değerinin 2025 yılına kadar 600 dolara ulaşabileceği için üretim maliyetlerinden tasarruf edilmesine yardımcı olabilir.
Elektrikli araçlara ve uzun ömürlü lityum iyon pillere olan ilgi arttıkça, bu değerli metalleri geri kazanmak ve madencilikle ilgili maliyet ve emisyonlardan tasarruf etmek için lityum pil geri dönüşümünde de artış görmeyi bekleyebiliriz.
Sürdürülebilir üretimde kullanılmış lityum iyon pillerinin geri kazanılması ve tekrar hammaddeye dönüştürülmesi esastır.
Türkiye'de kullanılmış lityum iyon pilleri geri dönüşüm için çalışma yapılması elzemdir.
Kaynaklar:
1. https://www.epa.gov/recycle/used-lithium-ion-batteries
2. https://resource.co/article/ion-prize-how-recycle-lithium-batteries-12630#.W3FDI-JIMe0.twitter
3. https://www.power-technology.com/features/lithium-battery-recycling-in-australia/?cf-view
4. https://www.mining.com/lithium-battery-waste-to-grow-recycling-market-report/
5. https://www.bbc.com/news/articles/ceqjzp4gv0xo
6. https://www.wastedive.com/news/high-number-of-facility-fires-in-2022-prompts-renewed-look-at-battery-recyc/645682/
7. https://www.continentalbattery.com/blog/can-lithium-batteries-be-recycled#:~:text=Lithiumyüzde 20isyüzde 20ayüzde 20lightweightyüzde 20metal,moreyüzde 20costyüzde 2Deffectiveyüzde 20recyclingyüzde 20methods.
8. https://www.thecooldown.com/green-tech/recycled-lithium-ion-batteries-performance-study/
9. https://www.mdpi.com/1996-1073/13/19/5117
*Bu makalede yer alan fikirler yazara aittir ve Independent Türkçe'nin editöryal politikasını yansıtmayabilir.
© The Independentturkish
