Ovaj članak je pregledan u skladu s uredničkim procedurama i pravilima časopisa Science X. Urednici su naglasili sljedeće kvalitete, osiguravajući pritom integritet sadržaja:
Otpadne litijum-jonske baterije iz mobilnih telefona, laptopa i sve većeg broja električnih vozila se gomilaju, ali mogućnosti recikliranja su i dalje uglavnom ograničene na spaljivanje ili hemijsko rastvaranje neispravnih baterija. Trenutne metode mogu stvoriti ekološke probleme i teško ih je ekonomično proizvoditi u industrijskim razmjerima.
Tradicionalni procesi recikliraju neke materijale baterija i oslanjaju se na kaustične alkalije, neorganske kiseline i opasne hemikalije koje mogu unijeti nečistoće. Ekstrakcija kritičnih metala također zahtijeva složeno odvajanje i taloženje. Međutim, recikliranje metala poput kobalta i litijuma može smanjiti zagađenje, ovisnost o stranim izvorima i začepljenje lanaca snabdijevanja.
Istraživači u Nacionalnoj laboratoriji Oak Ridge pri Ministarstvu energetike SAD-a usavršili su metodu otapanja baterija u tekućem rastvoru kako bi smanjili količinu opasnih hemikalija koje se koriste u procesu. Njihovo istraživanje objavljeno je u časopisu Energy Storage Materials.
Jednostavno, efikasno i ekološki prihvatljivo rješenje koje su razvili istraživači ORNL-a prevazilazi glavne prepreke s kojima su se susreli prethodni metodi.
Korištene baterije se potapaju u rastvor organske limunske kiseline (koja se prirodno nalazi u citrusnom voću) rastvorene u etilen glikolu, antifrizu koji se često koristi u potrošačkim proizvodima kao što su boje i kozmetika. Limunska kiselina dolazi iz održivih izvora i sigurnija je za rukovanje od neorganskih kiselina. Ovo ekološki prihvatljivo rješenje pruža izuzetno efikasan proces za odvajanje i recikliranje metala u pozitivno naelektrisanoj elektrodi baterije, koja se naziva katoda.
„Budući da katoda sadrži kritične materijale, ona je najskuplji dio bilo koje baterije i čini više od 30 posto njene cijene“, rekao je Yaokai Bai, član istraživačke grupe za baterije ORNL-a. „Naš pristup bi s vremenom mogao smanjiti troškove baterija.“ Studija je provedena u pogonu za proizvodnju baterija Nacionalne laboratorije Oak Ridge, najvećem otvorenom istraživačkom i razvojnom objektu za baterije u Sjedinjenim Državama.
Tehnologija obrade razvijena tamo omogućava ispiranje gotovo 100% kobalta i litijuma sa katode bez unošenja nečistoća u sistem. Također je sposobna efikasno odvojiti metalne rastvore od ostalih ostataka. Najbolje od svega je što je njena sekundarna funkcija da povrati preko 96% kobalta u roku od nekoliko sati bez dodavanja dodatnih hemikalija, što je često složen ručni proces za balansiranje nivoa kiseline.
„Ovo je prvi put da jedan sistem rastvora pokriva funkcije ispiranja i obrade“, rekao je glavni istraživač Lu Yu. „Bilo je zanimljivo otkriti da se kobalt istaložio i slegnuo bez daljnjih poremećaja. To nismo očekivali.“
Eliminisanje potrebe za dodatnim hemikalijama smanjuje troškove i izbjegava stvaranje nusproizvoda ili sekundarnog otpada. „Uzbuđeni smo što ovaj proces recikliranja koji su razvili naši naučnici može utrti put široj reciklaži kritičnih materijala za baterije“, rekao je Ilyas Belharouaq, korporativni istraživač i direktor Odjeljenja za elektrifikaciju u Nacionalnoj laboratoriji Oak Ridge.
Bai je rekao da su svojstva ispiranja limunske kiseline i etilen glikola proučavana i ranije, ali da je ova metoda koristila više kiseline i niže temperature te je bila manje efikasna.
„Iznenadili smo se koliko brzo je izašlo iz rastvora“, rekao je Bai. „S organskim kiselinama obično je potrebno 10 do 12 sati, ali ovome je trebalo samo sat vremena.“ Tradicionalni rastvori koji koriste neorganske kiseline su također sporiji jer sadrže vodu, čija tačka ključanja ograničava temperaturu reakcije.
Dodatne informacije: Lu Yu i dr., Efikasno odvajanje i koprecipitacija za pojednostavljeno recikliranje katode, Materiali za skladištenje energije (2023). DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103025
Ako naiđete na tipografsku grešku, netačnost ili želite podnijeti zahtjev za uređivanje sadržaja na ovoj stranici, molimo vas da koristite ovaj obrazac. Za opšta pitanja, molimo vas da koristite naš kontakt obrazac. Za opšte povratne informacije, koristite odjeljak za javne komentare ispod (slijedite smjernice).
Vaše povratne informacije su nam veoma važne. Međutim, zbog velikog broja poruka, ne možemo garantovati personalizovani odgovor.
Vaša adresa e-pošte koristi se samo da bi se primaocima saopštilo ko je poslao e-poštu. Ni vaša adresa ni adresa primaoca neće se koristiti u druge svrhe. Informacije koje unesete pojavit će se u vašoj e-pošti i Tech Xplore ih neće pohranjivati ​​ni u kojem obliku.
Ova web stranica koristi kolačiće za olakšavanje navigacije, analizu vašeg korištenja naših usluga, prikupljanje podataka o personalizaciji oglašavanja i pružanje sadržaja trećih strana. Korištenjem naše web stranice potvrđujete da ste pročitali i razumjeli našu Politiku privatnosti i Uslove korištenja.