Tento článok bol recenzovaný v súlade s redakčnými postupmi a zásadami časopisu Science X. Redaktori zdôraznili nasledujúce vlastnosti a zároveň zabezpečili integritu obsahu:
Odpadové lítium-iónové batérie z mobilných telefónov, notebookov a rastúceho počtu elektrických vozidiel sa hromadia, ale možnosti recyklácie sú stále do značnej miery obmedzené na spaľovanie alebo chemické rozpúšťanie chybných batérií. Súčasné metódy môžu vytvárať environmentálne problémy a je ťažké ich ekonomicky vyrábať v priemyselnom meradle.
Tradičné procesy recyklujú niektoré batériové materiály a spoliehajú sa na žieravé zásady, anorganické kyseliny a nebezpečné chemikálie, ktoré môžu zanášať nečistoty. Extrakcia kritických kovov si tiež vyžaduje zložitú separáciu a zrážanie. Recyklácia kovov, ako je kobalt a lítium, však môže znížiť znečistenie, závislosť od zahraničných zdrojov a upchávanie dodávateľských reťazcov.
Výskumníci z Národného laboratória Oak Ridge pri americkom ministerstve energetiky zdokonalili metódu rozpúšťania batérií v kvapalnom roztoku, aby sa znížilo množstvo nebezpečných chemikálií používaných v tomto procese. Ich výskum bol publikovaný v časopise Energy Storage Materials.
Jednoduché, efektívne a ekologické riešenie vyvinuté výskumníkmi ORNL prekonáva hlavné prekážky, s ktorými sa stretli predchádzajúce metódy.
Použité batérie sa namáčajú v roztoku organickej kyseliny citrónovej (prirodzene sa nachádzajúcej v citrusových plodoch) rozpustenej v etylénglykole, nemrznúcej zmesi bežne používanej v spotrebných výrobkoch, ako sú farby a kozmetika. Kyselina citrónová pochádza z trvalo udržateľných zdrojov a je bezpečnejšia na manipuláciu ako anorganické kyseliny. Toto ekologické riešenie poskytuje mimoriadne účinný proces oddeľovania a recyklácie kovov v kladne nabitej elektróde batérie, nazývanej katóda.
„Pretože katóda obsahuje kritické materiály, je najdrahšou časťou každej batérie a predstavuje viac ako 30 percent jej ceny,“ povedal Yaokai Bai, člen výskumnej skupiny pre batérie v ORNL. „Náš prístup by mohol časom znížiť náklady na batérie.“ Štúdia sa uskutočnila v závode na výrobu batérií v Národnom laboratóriu Oak Ridge, najväčšom otvorenom výskumnom a vývojovom zariadení pre batérie v Spojených štátoch.
Technológia spracovania, ktorá tam bola vyvinutá, umožňuje vylúhovať takmer 100 % kobaltu a lítia z katódy bez zavádzania nečistôt do systému. Je tiež schopná účinne oddeliť roztoky kovov od ostatných zvyškov. A čo je najlepšie, jej sekundárnou funkciou je získať viac ako 96 % kobaltu v priebehu niekoľkých hodín bez pridania ďalších chemikálií, čo je často zložitý manuálny proces na vyrovnávanie hladín kyselín.
„Toto je prvýkrát, čo jeden systém roztokov pokrýva funkcie lúhovania a spracovania,“ povedal vedúci výskumník Lu Yu. „Bolo zaujímavé zistiť, že kobalt sa vyzrážal a usadil bez ďalšieho narušenia. Toto sme neočakávali.“
Eliminácia potreby dodatočných chemikálií znižuje náklady a zabraňuje vzniku vedľajších produktov alebo druhotného odpadu. „Sme nadšení, že tento recyklačný proces vyvinutý našimi vedcami môže pripraviť cestu pre širšiu recykláciu kritických batériových materiálov,“ povedal Ilyas Belharouaq, výskumník v spoločnosti a riaditeľ divízie elektrifikácie v Národnom laboratóriu Oak Ridge.
Bai povedal, že lúhovacie vlastnosti kyseliny citrónovej a etylénglykolu boli skúmané už predtým, ale táto metóda používala viac kyseliny a nižšie teploty a bola menej účinná.
„Boli sme prekvapení, ako rýchlo sa to z roztoku dostalo,“ povedal Bai. „S organickými kyselinami to zvyčajne trvá 10 až 12 hodín, ale tento trval len hodinu.“ Tradičné roztoky používajúce anorganické kyseliny sú tiež pomalšie, pretože obsahujú vodu, ktorej bod varu obmedzuje reakčnú teplotu.
Ďalšie informácie: Lu Yu a kol., Účinná separácia a koprecipitácia pre zjednodušenú recykláciu katódy, Energy Storage Materials (2023). DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103025
Ak narazíte na preklep, nepresnosť alebo chcete odoslať žiadosť o úpravu obsahu na tejto stránke, použite tento formulár. V prípade všeobecných otázok použite náš kontaktný formulár. Pre všeobecnú spätnú väzbu použite sekciu verejných komentárov nižšie (postupujte podľa pokynov).
Vaša spätná väzba je pre nás veľmi dôležitá. Vzhľadom na veľký objem správ však nemôžeme zaručiť personalizovanú odpoveď.
Vaša e-mailová adresa sa používa iba na to, aby príjemcovia vedeli, kto e-mail odoslal. Ani vaša adresa, ani adresa príjemcu sa nepoužijú na žiadny iný účel. Informácie, ktoré zadáte, sa zobrazia vo vašom e-maile a spoločnosť Tech Xplore ich v žiadnej forme neuloží.
Táto webová stránka používa súbory cookie na uľahčenie navigácie, analýzu vášho používania našich služieb, zhromažďovanie údajov o personalizácii reklamy a poskytovanie obsahu od tretích strán. Používaním našej webovej stránky potvrdzujete, že ste si prečítali a rozumiete našim Zásadám ochrany osobných údajov a Podmienkam používania.