DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-50592-1
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42156801
تاريخ النشر: 2026-05-19
المؤلف: Max Rettenmeier وآخرون
الموضوع الرئيسي: إدارة سلسلة التوريد المستدامة
نظرة عامة
تؤكد ورقة البحث على الأهمية الحاسمة لإعادة تدوير بطاريات الجر الكهربائية للسيارات في نهاية عمرها لتقليل انبعاثات غازات الدفيئة وتخفيف الاعتماد على سلسلة التوريد للمواد الخام الأساسية في إنتاج بطاريات السيارات الكهربائية. تركز الدراسة على تقنيات التفكيك كعنصر حيوي في عملية إعادة التدوير، مما يعزز كل من الاستدامة والربحية. من خلال نهج متعدد المراحل مدفوع بالخبراء، حدد المؤلفون 14 من أصحاب المصلحة المعنيين وأجروا 65 مقابلة مع خبراء، مما أدى إلى إنشاء 16 معيار تقييم. تم استخدام عملية تقييم دلفي تشمل 13 خبيرًا لتحديد الأهمية النسبية لهذه المعايير، تلتها طريقة دلفي الضبابية لتقييم تقنيات التفكيك المختلفة. تسلط النتائج الضوء على قطع الليزر والتقطيع كتقنيات واعدة بشكل خاص لأصحاب المصلحة الصناعيين وصانعي السياسات.
في الختام، تقدم الدراسة منهجية قوية قائمة على دلفي الضبابية لتقييم التقنيات الناشئة في مراحلها المبكرة، مما يدمج بشكل فعال المنطق الضبابي مع توافق الخبراء لمعالجة عدم اليقين في الابتكار. توضح عملية التقييم المنهجية، التي تم التحقق منها من خلال دراسة حالة على بطاريات السيارات الكهربائية في نهاية عمرها، جدوى استخدام المعايير التقنية والاقتصادية لتقييم التكنولوجيا. لا تعزز هذه الإطار المنهجي اتخاذ القرار في السياقات التي تحتوي على بيانات كمية محدودة فحسب، بل توفر أيضًا عملية تقييم شفافة وقابلة للتكرار. تسهم الأبحاث بشكل كبير في صناعة البطاريات من خلال تقديم إطار شامل لاتخاذ القرار يساعد في تحديد أولويات تقنيات التفكيك بشكل استراتيجي، مما يسهل في النهاية التقدم في هذا المجال.
مقدمة
ت outlines مقدمة ورقة البحث أهمية المنهجية المطورة في إدارة التكنولوجيا، لا سيما في السياقات التي يعتمد فيها اتخاذ القرار بشكل كبير على رأي الخبراء. هذه المقاربة ذات صلة خاصة خلال المراحل الأولية من إدارة التكنولوجيا، ويقترح المؤلفون أن تركز الأبحاث المستقبلية على دمج هذه المنهجية في حل قائم على الأدوات لتعزيز تطبيقها العملي. تم اختبار نسخة تجريبية من مثل هذه الأداة داخل شركة، مما يظهر إمكاناتها كأداة رئيسية لتقييم التقنيات الناشئة في المراحل المبكرة. ومع ذلك، يشير المؤلفون إلى قيود في قابلية تطبيق الأداة عندما تكون البيانات الملموسة من التجارب الأولية متاحة، مما يدل على أن النهج القائم على الخبراء فقط قد لا يكون كافيًا.
لمعالجة هذه القيود، يجب أن تستكشف التحقيقات المستقبلية دمج بيانات التجارب وغيرها من المعلومات المتعلقة بالتكنولوجيا في الإطار القائم على الخبراء، مما قد يؤدي إلى منهجية هجينة. بالإضافة إلى ذلك، يبرز المؤلفون الحاجة إلى تقدم في تقنيات التفكيك شبه التدميرية، لا سيما الطرق المتعلقة بالليزر، مع التأكيد على أهمية تقييم التأثيرات الحرارية لهذه العمليات على خلايا البطارية لضمان السلامة. كما يقترحون أن الأبحاث المستقبلية يمكن أن تستفيد من بيانات تقييم الخبراء لدراسات تحليلية إضافية، مثل تحليلات الارتباط لتحديد التكرارات والاعتماد المتبادل بين التقنيات والمعايير. أخيرًا، يدعو المؤلفون إلى تطبيق المنهجية المقترحة عبر مجالات تكنولوجية متنوعة لتقييم التقنيات الناشئة بشكل فعال.
طرق
ي outlines قسم “الطرق” تصميم التجربة والتقنيات التحليلية المستخدمة في الدراسة. استخدم الباحثون نهجًا كميًا، حيث نفذوا تجارب محكومة لجمع البيانات حول المتغيرات المحددة. تضمنت المنهجيات الرئيسية تحليلًا إحصائيًا باستخدام أدوات البرمجيات لتقييم أهمية النتائج، مما يضمن نتائج قوية وموثوقة.
شملت جمع البيانات أخذ عينات منهجية من السكان المستهدفين، تلتها بروتوكولات اختبار صارمة لتقليل التحيز. تضمن التحليل نماذج رياضية متنوعة لتفسير النتائج، بما في ذلك تحليل الانحدار واختبار الفرضيات، مما سهل فهمًا شاملاً للعلاقات بين المتغيرات قيد التحقيق. بشكل عام، كانت الطرق المستخدمة مصممة لضمان صحة النتائج وقابليتها للتكرار.
نتائج
في هذا القسم، يقدم المؤلفون نتائج تقييمهم لتقنيات التفكيك لبطاريات السيارات الكهربائية في نهاية عمرها (EOL EVBs). بناءً على اختيار أصحاب المصلحة الموضح في قسم الطرق، تركز الأقسام الفرعية اللاحقة على تحديد المعايير ذات الصلة، وتوزين هذه المعايير، وتقييم تقنيات التفكيك. تعتبر النتائج من هذه العمليات حاسمة لفهم فعالية وكفاءة طرق التفكيك المختلفة في سياق بطاريات السيارات الكهربائية في نهاية عمرها.
مناقشة
يسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على الاهتمام المتزايد في تفكيك بطاريات السيارات الكهربائية في نهاية عمرها (EOL) داخل المجتمع العلمي. ومع ذلك، يشير إلى أن الكثير من الأدبيات الحالية تعالج التفكيك كجانب ثانوي من إعادة تدوير البطاريات، مما يؤدي إلى هيمنة التحليلات العامة والسطحية. الدراسات المتعمقة التي تركز على تقنيات التفكيك المختلفة ووظائفها محدودة، وغالبًا ما تركز على تقنيات أو تكنولوجيات محددة. تعقد هذه الفجوة في التقييم الشامل اتخاذ قرارات مستنيرة في التطبيقات الصناعية. يعالج المؤلفون هذه الفجوة من خلال اقتراح دراسة معيارية منهجية تشمل مجموعة واسعة من تقنيات التفكيك، كما هو موضح في الجدول 1. يؤكدون على الحاجة إلى منهجية قوية يمكن أن تتكيف مع التقدم التكنولوجي في صناعة إعادة تدوير البطاريات التي تتطور بسرعة.
يستفيض المؤلفون في توضيح مساهماتهم المنهجية، والتي تشمل نهجًا منظمًا لتحديد أصحاب المصلحة، وتطوير المعايير، وتقييم التكنولوجيا باستخدام طريقة دلفي الضبابية. يسمح هذا النهج بتقييم متعدد الأبعاد لتقنيات التفكيك، متجاوزًا المعايير الاقتصادية أو البيئية التقليدية. من خلال دمج رؤى الخبراء وتحليل الأدبيات المنهجية، تهدف الدراسة إلى تقديم إطار شامل لتقييم التقنيات الناشئة في مراحلها المبكرة في سياق تفكيك بطاريات السيارات الكهربائية في نهاية عمرها. تسعى الأبحاث في النهاية للإجابة على كيفية تقييم هذه التقنيات بشكل منهجي بناءً على المعايير التقنية والاقتصادية، مما يعزز المعرفة الحالية ويقدم مخططًا لتقييمات مستقبلية في هذا المجال.
قيود
تقدم الدراسة عدة قيود قد تؤثر على النتائج وتفسيرات البحث. أولاً، كان اختيار تقنيات التفكيك للمعيار يعتمد على الأدبيات السابقة، مما قد يكون استبعد تقنيات ناشئة لم يتم توثيقها علنًا. تشير هذه القيود إلى أن الأبحاث المستقبلية يمكن أن تصقل المنهجية للتركيز على خطوات فرعية محددة من تفكيك بطاريات السيارات الكهربائية في نهاية عمرها (EOL EVB)، مما قد يكشف عن رؤى إضافية. علاوة على ذلك، بينما تم بذل جهود لتجميع مجموعة متنوعة من الخبراء، لا يزال هناك احتمال للتحيز التكنولوجي، لا سيما فيما يتعلق بتقييم تقنيات التفكيك المعتمدة على الليزر، التي حصلت على أعلى التصنيفات. على الرغم من أن خبيرًا واحدًا فقط من المجموعة كان مرتبطًا مباشرة بقطاع الليزر، لا يمكن تجاهل تأثير التحيزات الفردية على النتائج المجمعة تمامًا.
قيود أخرى هامة هي استخدام نموذج وزني خطي مضاف لترتيب التقنيات، والذي يفترض إمكانية التعويض الكامل بين معايير التقييم. قد يؤدي هذا الافتراض إلى التقليل من المخاطر في السياقات الحرجة للسلامة، حيث لا ينبغي أن يتم تبادل بعض المعايير مقابل أخرى. تعترف الدراسة بأنه بينما يعكس نظام الوزن الأهمية النسبية للمعايير، فإنه لا يلغي آثار التعويض، مما يتطلب تفسيرًا حذرًا للنتائج، خاصة في سيناريوهات اتخاذ القرار عالية المخاطر. يمكن أن تستكشف الأبحاث المستقبلية طرق تجميع بديلة، مثل النماذج غير القابلة للتعويض، لالتقاط منطق القرار بشكل أفضل في البيئات الحرجة للسلامة. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تؤخذ المواقف والسلوكيات الشخصية للخبراء، التي يمكن أن تؤثر بشكل كبير على النتائج في دراسات دلفي، في الاعتبار في عملية التقييم.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-50592-1
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42156801
Publication Date: 2026-05-19
Author(s): Max Rettenmeier et al.
Primary Topic: Sustainable Supply Chain Management
Overview
The research paper emphasizes the critical importance of recycling end-of-life automotive traction batteries to reduce greenhouse gas emissions and alleviate supply chain dependencies for essential raw materials in electric vehicle battery production. The study focuses on disassembly technologies as a vital component of the recycling process, enhancing both sustainability and profitability. Through a multi-stage expert-driven approach, the authors identified 14 relevant stakeholders and conducted 65 expert interviews, leading to the establishment of 16 evaluation criteria. A Delphi evaluation process involving 13 experts was employed to determine the relative importance of these criteria, followed by a fuzzy Delphi method to assess various disassembly technologies. The findings highlight laser cutting and shredding as particularly promising technologies for industrial stakeholders and policymakers.
In conclusion, the study introduces a robust fuzzy Delphi-based methodology for evaluating early-stage emerging technologies, effectively integrating fuzzy logic with expert consensus to address uncertainties in innovation. The systematic assessment process, validated through a case study on end-of-life electric vehicle batteries, demonstrates the feasibility of using techno-economic criteria for technology evaluation. This methodological framework not only enhances decision-making in contexts with limited quantitative data but also provides a transparent and reproducible evaluation process. The research contributes significantly to the battery industry by offering a comprehensive decision-making framework that aids in the strategic prioritization of disassembly technologies, ultimately facilitating advancements in the field.
Introduction
The introduction of the research paper outlines the significance of the developed methodology in technology management, particularly in contexts where decision-making relies heavily on expert opinion. This approach is particularly relevant during the initial phases of technology management, and the authors suggest that future research should focus on integrating this methodology into a tool-based solution to enhance its practical application. A pilot version of such a tool has been tested within a company, demonstrating its potential as a key instrument for evaluating emerging technologies at early stages. However, the authors note limitations in the tool’s applicability when concrete data from preliminary trials are available, indicating that a purely expert-based approach may not suffice.
To address these limitations, future investigations should explore the integration of trial data and other technology-related information into the expert-based framework, potentially leading to a hybrid methodology. Additionally, the authors highlight the need for advancements in semi-destructive disassembly technologies, particularly laser-related methods, while emphasizing the importance of assessing the thermal impacts of these processes on battery cells to ensure safety. They also propose that future research could leverage the expert evaluation data for further analytical studies, such as correlation analyses to identify redundancies and interdependencies among technologies and criteria. Finally, the authors advocate for the application of the proposed methodology across various technological domains to evaluate emerging technologies effectively.
Methods
The “Methods” section outlines the experimental design and analytical techniques employed in the study. The researchers utilized a quantitative approach, implementing controlled experiments to gather data on the specified variables. Key methodologies included statistical analysis using software tools to assess the significance of the results, ensuring robust and reliable findings.
Data collection involved systematic sampling from the target population, followed by rigorous testing protocols to minimize bias. The analysis incorporated various mathematical models to interpret the results, including regression analysis and hypothesis testing, which facilitated a comprehensive understanding of the relationships between the variables under investigation. Overall, the methods employed were designed to ensure the validity and reproducibility of the findings.
Results
In this section, the authors present the results of their evaluation of disassembly technologies for end-of-life electric vehicle batteries (EOL EVBs). Building on the stakeholder selection outlined in the methods section, the subsequent subsections focus on the identification of relevant criteria, the weighting of these criteria, and the evaluation of the disassembly technologies. The findings from these processes are critical for understanding the effectiveness and efficiency of various disassembly methods in the context of EOL EVBs.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the growing interest in the disassembly of end-of-life (EOL) electric vehicle batteries (EVBs) within the scientific community. However, it notes that much of the existing literature treats disassembly as a minor aspect of battery recycling, leading to a predominance of general and superficial analyses. In-depth studies focusing on various disassembly technologies and their functionalities are limited, often concentrating on specific techniques or technologies. This lack of comprehensive evaluation complicates informed decision-making in industrial applications. The authors address this gap by proposing a systematic benchmarking study that encompasses a wide range of disassembly technologies, as illustrated in Table 1. They emphasize the need for a robust methodology that can adapt to technological advancements in the rapidly evolving battery recycling industry.
The authors further elaborate on their methodological contributions, which include a structured approach to stakeholder identification, criteria development, and technology evaluation using a fuzzy Delphi method. This approach allows for a multi-dimensional assessment of disassembly technologies, moving beyond traditional economic or ecological criteria. By integrating expert insights and systematic literature analysis, the study aims to provide a comprehensive framework for evaluating early-stage emerging technologies in the context of EOL EVB disassembly. The research ultimately seeks to answer how these technologies can be systematically assessed based on techno-economic criteria, thereby enhancing the existing body of knowledge and offering a blueprint for future evaluations in this field.
Limitations
The study presents several limitations that may affect the findings and interpretations of the research. Firstly, the selection of disassembly technologies for benchmarking was based on prior literature, which may have excluded emerging technologies not publicly documented. This limitation suggests that future research could refine the methodology to focus on specific sub-steps of end-of-life electric vehicle battery (EOL EVB) disassembly, potentially revealing additional insights. Furthermore, while efforts were made to assemble a diverse expert panel, the potential for technological bias remains, particularly regarding the evaluation of laser-based disassembly technologies, which received the highest rankings. Although only one expert from the panel was directly affiliated with the laser sector, the influence of individual biases on aggregated results cannot be entirely dismissed.
Another critical limitation is the use of a linear additive weighted model for ranking technologies, which assumes full compensability among evaluation criteria. This assumption may lead to an underestimation of risks in safety-critical contexts, where certain criteria should not be traded off against others. The study acknowledges that while the weighting scheme reflects the relative importance of criteria, it does not eliminate compensation effects, necessitating cautious interpretation of results, especially in high-stakes decision-making scenarios. Future research could explore alternative aggregation methods, such as non-compensatory models, to better capture decision logic in safety-critical environments. Additionally, the personal attitudes and behaviors of experts, which can significantly influence outcomes in Delphi studies, should be considered in the evaluation process.