با تسریع انتقال جهانی به تحرک الکتریکی و ذخیره انرژی تجدیدپذیر، این سوال که چه اتفاقی برای باتری‌های لیتیوم یونی-در پایان عمر--می‌افتد، از نگرانی‌های زیست‌محیطی به فرصت‌های اقتصادی تبدیل شده است. در این اقتصاد باتری دایره‌ای نوظهور، بازیافت گرافیت به‌عنوان یک ضرورت زیست‌محیطی و راه‌حل زنجیره تامین استراتژیک به سرعت توجه را به خود جلب می‌کند. با توجه به اینکه قرار است میلیون ها تن گرافیت باتری در دهه آینده به پایان عمر خود برسد، بازیابی و استفاده مجدد از این ماده ارزشمند به اولویت تولیدکنندگان باتری، سیاست گذاران و تولیدکنندگان گرافیت در سراسر جهان تبدیل شده است.
پیش‌بینی می‌شود که بازار جهانی بازیافت گرافیت در دهه آینده رشد قابل‌توجهی داشته باشد، شرکت تحقیقاتی Allied Market Research بازار را 53.9 میلیون دلار در سال 2023 ارزیابی کرد و پیش‌بینی کرد که رشد آن تا سال 2033 با 9.1 درصد CAGR به 127.3 میلیون دلار برسد. تحلیل دیگری نشان می دهد که بازار ضایعات گرافیت تا سال 2032 به 1.66 میلیارد دلار با 8.12 درصد CAGR از سال 2025 خواهد رسید که منعکس کننده تعاریف گسترده تری است که شامل ضایعات گرافیت صنعتی علاوه بر مواد باتری است. تا سال 2030، تخمین زده می شود که بیش از 260000 تن گرافیت می تواند سالانه از باتری های مصرف شده برای بازیافت در دسترس باشد، که نشان دهنده یک فرصت بازار به ارزش تقریبی 2.6 میلیارد دلار است.
کاربردهای باتری، بخش غالب و سریع‌ترین-در حال رشد بازیافت گرافیت را نشان می‌دهند که بیشترین سهم بازار را به خود اختصاص می‌دهند و انتظار می‌رود تا سال 2033 با 8.7 درصد CAGR رشد کنند. این توسط ریاضی ساده انتقال انرژی هدایت می‌شود: هر باتری خودروی الکتریکی حاوی 50 تا 100 کیلوگرم گرافیت است، و سال‌های پس از فروش خودروهای برقی جهانی، سالانه فروش خودروهای برقی فزاینده‌ای است. با پایان عمر-- نسل اول باتری های EV، حجم گرافیت موجود برای بازیافت به طور تصاعدی افزایش خواهد یافت. در حال حاضر، تخمین زده می‌شود 45 تا 60 درصد از کل ضایعات گرافیت مصرف‌شده در سطح جهان از تصفیه باطری{11}}منشأ می‌گیرد یا برای تصفیه درجه باتری است و پیش‌بینی می‌شود که این سهم تا سال ۲۰۳۵ به ۶۵ تا ۷۵ درصد برسد زیرا بسته‌های پایان عمر بیشتری وارد جریان بازیافت می‌شوند.
مورد زیست محیطی برای بازیافت گرافیت قانع کننده است. تولید سنتی گرافیت مصنوعی نیاز به گرم کردن مواد اولیه نفتی-تا 2800 تا 3000 درجه دارد، فرآیندی بسیار انرژی-که انتشار کربن قابل توجهی را تولید می‌کند. استخراج طبیعی گرافیت همچنین اثرات زیست محیطی از جمله مزاحمت زمین، استفاده از آب و ضایعات پردازش را به همراه دارد. در مقابل، گرافیت بازیافتی ردپای زیست محیطی قابل توجهی کمتری دارد{9}}برخی از مطالعات نشان می‌دهند که انتشار چرخه عمر تا 11 برابر کمتر از تولید اولیه معیار شده است. با انحراف گرافیت از محل‌های دفن زباله به استفاده مولد، بازیافت نیاز به استخراج و پردازش مواد بکر را کاهش می‌دهد و در عین حال حلقه مواد را می‌بندد.
با این حال، چالش های فنی قابل توجهی باقی مانده است. کمتر از نیمی از ضایعات گرافیت جهان در حال حاضر بر اساس مشخصات باتری-بازفرآوری می‌شوند و بقیه به برنامه‌های کاربردی یا دفع کمتر-ارزش می‌دهند. موانع اولیه دستیابی به سطوح خلوص ثابت، کنترل توزیع اندازه ذرات، و حفظ پروفایل‌های ناخالصی یکنواخت است که با عملکرد مواد اولیه مطابقت دارد. گرافیت باتری مصرف شده حاوی الکترولیت باقیمانده، مواد چسبنده و آلاینده های فلزی است که باید از طریق فرآیندهای تصفیه پیچیده به طور کامل حذف شوند. امروزه درمان هیدرومتالورژیکی رویکرد غالب است، اگرچه روش‌های پردازش جایگزین سبزتر تحت تحقیق و توسعه فعال هستند.
کارخانه قالب ساینده و گرافیت Huixian Jincheng اهمیت فزاینده بازیافت گرافیت و اصول اقتصاد دایره ای در صنعت را تشخیص می دهد. این شرکت که در سال 1984 در شهر Huixian، استان هنان تأسیس شد، بازیابی ضایعات و کارایی مواد را برای دهه‌ها در عملیات تولید خود گنجانده است، مدت‌ها قبل از اینکه اقتصاد دایره‌ای به یک اولویت اصلی تجارت تبدیل شود.
جین‌چنگ گرافیت در عملیات تولیدی خود، ضایعات فرآیند، برش‌های ماشینکاری، و اجزای رد شده را به خطوط تولید گرافیت با درجه پایین‌تر-بازیافت می‌کند و ضایعات را به حداقل می‌رساند و استفاده از مواد خام را به حداکثر می‌رساند. این رویکرد حلقه بسته داخلی، هم هزینه‌های تولید و هم اثرات زیست‌محیطی را کاهش می‌دهد، و نشان می‌دهد که اصول اقتصاد دایره‌ای هم منافع زیست‌محیطی و هم اقتصادی را به همراه دارد. تخصص پردازش پودر این شرکت را قادر می سازد تا مواد گرافیتی قراضه را برای کاربردهای ثانویه مناسب دوباره آسیاب و فرموله کند و ارزش مواد را در اکوسیستم تولید حفظ کند.
علاوه بر این، دهه‌ها تجربه Jincheng Graphite با فناوری‌های خالص‌سازی، تراکم و اشباع گرافیت، یک پایه فنی قوی برای مشارکت در زنجیره تامین گرافیت بازیافتی گسترده‌تر فراهم می‌کند. همان روش‌های اشباع خلاء و{1}}درجه حرارت بالا که برای بهبود عملکرد گرافیت بکر استفاده می‌شوند، می‌توانند مواد گرافیت بازیافتی را ارتقاء دهند، تراکم را بهبود بخشند، تخلخل بسته شوند و ویژگی‌های عملکرد را برای برآورده کردن الزامات کاربرد صنعتی بهبود بخشند. با بیش از 50 مرکز ماشینکاری CNC و قابلیت‌های تست کیفیت جامع، این شرکت به خوبی-موقعیت کار با مواد اولیه گرافیت بازیافتی را دارد، زیرا آنها به طور گسترده‌تر در دسترس هستند و{5}}رقابتی می‌شوند.
منطقه آسیا{0}}اقیانوسیه در حال حاضر پیشتاز فعالیت جهانی بازیافت گرافیت است که تقریباً 65 تا 75 درصد از ضایعات جهانی را تولید می کند و میزبان اکثر ظرفیت پردازش بازیافت، به ویژه در چین است. با این حال، احکام بازیافت در اروپا و آمریکای شمالی باعث رشد سریع ظرفیت در آن مناطق نیز می‌شود، که با حمایت چارچوب‌های سیاستی از جمله مقررات باتری اتحادیه اروپا و قانون کاهش تورم ایالات متحده که به محتوای داخلی و زنجیره‌های تامین دایره‌ای پاداش می‌دهد.
با نگاهی به آینده، بازیافت گرافیت از یک فعالیت زیست محیطی خاص به یک جزء اصلی زنجیره تامین جهانی گرافیت تبدیل خواهد شد. پیشرفت های فناوری به بهبود کیفیت گرافیت بازیافتی ادامه خواهد داد و شکاف عملکرد را با مواد بکر کاهش می دهد. با اولویت دولت ها اهداف اقتصاد دایره ای و انعطاف پذیری زنجیره تامین، حمایت از سیاست تقویت خواهد شد. و تولیدکنندگان آینده‌نگر- مانند Jincheng Graphite که اصول اقتصاد دایره‌ای را در فعالیت‌های امروز خود ادغام می‌کنند، بهترین موقعیت را برای بهره‌گیری از فرصت‌های صنعت گرافیت پایدارتر فردا خواهند داشت.
