Тази статия е рецензирана в съответствие с редакционните процедури и политики на Science X. Редакторите са наблегнали на следните качества, като същевременно са гарантирали целостта на съдържанието:
Отпадъчните литиево-йонни батерии от мобилни телефони, лаптопи и все по-голям брой електрически превозни средства се натрупват, но възможностите за рециклиране все още са до голяма степен ограничени до изгаряне или химическо разтваряне на повредените батерии. Съвременните методи могат да създадат екологични проблеми и са трудни за икономически изгодно производство в промишлен мащаб.
Традиционните процеси рециклират някои материали за батерии и разчитат на каустични основи, неорганични киселини и опасни химикали, които могат да внесат примеси. Извличането на критични метали също изисква сложно разделяне и утаяване. Рециклирането на метали като кобалт и литий обаче може да намали замърсяването, зависимостта от чуждестранни източници и запушването на веригите за доставки.
Изследователи от Националната лаборатория Оук Ридж към Министерството на енергетиката на САЩ са усъвършенствали метод за разтваряне на батерии в течен разтвор, за да намалят количеството опасни химикали, използвани в процеса. Изследването им е публикувано в списанието Energy Storage Materials.
Простото, ефективно и екологично решение, разработено от изследователите на ORNL, преодолява основните пречки, срещани при предишните методи.
Използваните батерии се накисват в разтвор на органична лимонена киселина (която се среща естествено в цитрусовите плодове), разтворена в етиленгликол, антифриз, често използван в потребителски продукти като бои и козметика. Лимонената киселина идва от устойчиви източници и е по-безопасна за работа от неорганичните киселини. Това екологично решение осигурява изключително ефективен процес за отделяне и рециклиране на метали в положително заредения електрод на батерията, наречен катод.
„Тъй като катодът съдържа критични материали, той е най-скъпата част от всяка батерия, представлявайки повече от 30 процента от цената ѝ“, каза Яокай Бай, член на изследователската група за батерии на ORNL. „Нашият подход би могъл да намали разходите за батерии с течение на времето.“ Проучването е проведено в производствения завод за батерии на Националната лаборатория Оук Ридж, най-големият открит изследователски и развойно-развойен център за батерии в Съединените щати.
Разработената там технология за обработка позволява почти 100% от кобалта и лития да се извличат от катода, без да се внасят примеси в системата. Тя е способна и ефективно да отделя металните разтвори от други остатъци. Най-хубавото е, че вторичната ѝ функция е да възстанови над 96% от кобалта в рамките на няколко часа, без да добавя допълнителни химикали, което често е сложен ръчен процес за балансиране на киселинните нива.
„Това е първият път, когато една система от разтвори обхваща функциите на излужване и обработка“, каза водещият изследовател Лу Ю. „Беше интересно да се установи, че кобалтът се е утаил и се е утаил без по-нататъшни смущения. Не очаквахме това.“
Елиминирането на необходимостта от допълнителни химикали намалява разходите и избягва генерирането на странични продукти или вторични отпадъци. „Развълнувани сме, че този процес на рециклиране, разработен от нашите учени, може да проправи пътя за по-широко рециклиране на критични материали за батерии“, каза Иляс Белхаруак, корпоративен изследовател и директор на отдела за електрификация в Националната лаборатория Оук Ридж.
Бай каза, че свойствата на излужване на лимонената киселина и етиленгликола са били изследвани преди, но този метод използва повече киселина и по-ниски температури и е по-малко ефективен.
„Бяхме изненадани колко бързо излезе от разтвора“, каза Бай. „С органичните киселини обикновено отнема от 10 до 12 часа, но този отне само час.“ Традиционните разтвори, използващи неорганични киселини, също са по-бавни, защото съдържат вода, чиято точка на кипене ограничава температурата на реакцията.
Допълнителна информация: Lu Yu et al., Ефективно разделяне и съвместно утаяване за опростено рециклиране на катоди, Energy Storage Materials (2023). DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103025
Ако срещнете печатна грешка, неточност или искате да подадете заявка за редактиране на съдържание на тази страница, моля, използвайте този формуляр. За общи въпроси, моля, използвайте нашата форма за контакт. За обща обратна връзка използвайте секцията за публични коментари по-долу (следвайте указанията).
Вашата обратна връзка е много важна за нас. Поради големия обем съобщения обаче, не можем да гарантираме персонализиран отговор.
Вашият имейл адрес се използва само за да се уведомят получателите кой е изпратил имейла. Нито вашият адрес, нито адресът на получателя ще бъдат използвани за каквато и да е друга цел. Въведената от вас информация ще се появи във вашия имейл и няма да бъде съхранявана от Tech Xplore под никаква форма.
Този уебсайт използва „бисквитки“, за да улесни навигацията, да анализира използването на нашите услуги, да събира данни за персонализиране на рекламите и да предоставя съдържание от трети страни. С използването на нашия уебсайт вие потвърждавате, че сте прочели и разбирате нашата Политика за поверителност и Условия за ползване.