Acest articol a fost revizuit în conformitate cu procedurile și politicile editoriale ale Science X. Editorii au subliniat următoarele calități, asigurând în același timp integritatea conținutului:
Bateriile litiu-ion uzate de la telefoane mobile, laptopuri și un număr tot mai mare de vehicule electrice se acumulează, dar opțiunile de reciclare sunt încă în mare parte limitate la incinerarea sau dizolvarea chimică a bateriilor defecte. Metodele actuale pot crea probleme de mediu și sunt dificil de produs economic la scară industrială.
Procesele tradiționale reciclează unele materiale ale bateriilor și se bazează pe alcali caustici, acizi anorganici și substanțe chimice periculoase care pot introduce impurități. Extragerea metalelor critice necesită, de asemenea, separare și precipitare complexe. Cu toate acestea, reciclarea metalelor precum cobaltul și litiul poate reduce poluarea, dependența de surse străine și blocarea lanțurilor de aprovizionare.
Cercetătorii de la Laboratorul Național Oak Ridge al Departamentului de Energie al SUA au perfecționat o metodă de dizolvare a bateriilor într-o soluție lichidă pentru a reduce cantitatea de substanțe chimice periculoase utilizate în acest proces. Studiul lor a fost publicat în revista Energy Storage Materials.
Soluția simplă, eficientă și ecologică dezvoltată de cercetătorii ORNL depășește obstacolele majore întâlnite cu metodele anterioare.
Bateriile uzate sunt înmuiate într-o soluție de acid citric organic (care se găsește în mod natural în citrice) dizolvat în etilen glicol, un antigel utilizat în mod obișnuit în produsele de consum, cum ar fi vopselele și cosmeticele. Acidul citric provine din surse sustenabile și este mai sigur de manipulat decât acizii anorganici. Această soluție ecologică oferă un proces extrem de eficient pentru separarea și reciclarea metalelor în electrodul încărcat pozitiv al bateriei, numit catod.
„Deoarece catodul conține materiale critice, este cea mai scumpă parte a oricărei baterii, reprezentând peste 30% din costul acesteia”, a declarat Yaokai Bai, membru al grupului de cercetare a bateriilor din cadrul ORNL. „Abordarea noastră ar putea reduce costurile bateriilor în timp.” Studiul a fost realizat la fabrica de baterii a Laboratorului Național Oak Ridge, cea mai mare unitate de cercetare și dezvoltare a bateriilor în aer liber din Statele Unite.
Tehnologia de procesare dezvoltată acolo permite extragerea din catod a aproape 100% din cobalt și litiu fără a introduce impurități în sistem. De asemenea, este capabilă să separe eficient soluțiile metalice de alte reziduuri. Cel mai important, funcția sa secundară este de a recupera peste 96% din cobalt în câteva ore, fără a adăuga substanțe chimice suplimentare, ceea ce reprezintă adesea un proces manual complex pentru echilibrarea nivelurilor de acid.
„Aceasta este prima dată când un sistem de soluții acoperă funcțiile de levigare și procesare”, a declarat cercetătorul principal Lu Yu. „A fost interesant să constatăm că cobaltul a precipitat și s-a tasat fără alte perturbări. Nu ne așteptam la asta.”
Eliminarea necesității de substanțe chimice suplimentare reduce costurile și evită generarea de produse secundare sau deșeuri secundare. „Suntem încântați că acest proces de reciclare dezvoltat de oamenii noștri de știință poate deschide calea pentru o reciclare mai largă a materialelor critice pentru baterii”, a declarat Ilyas Belharouaq, cercetător corporativ și director al Diviziei de Electrificare de la Laboratorul Național Oak Ridge.
Bai a spus că proprietățile de levigare ale acidului citric și etilenglicolului au fost studiate anterior, dar această metodă a folosit mai mult acid și temperaturi mai scăzute și a fost mai puțin eficientă.
„Am fost surprinși de cât de repede a ieșit din soluție”, a spus Bai. „Cu acizii organici durează de obicei 10 până la 12 ore, dar aceasta a durat doar o oră.” Soluțiile tradiționale care utilizează acizi anorganici sunt, de asemenea, mai lente, deoarece conțin apă, al cărei punct de fierbere limitează temperatura de reacție.
Informații suplimentare: Lu Yu și colab., Separare și co-precipitare eficiente pentru reciclarea simplificată a catozilor, Materiale de stocare a energiei (2023). DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103025
Dacă întâmpinați o greșeală de scriere, o inexactitate sau doriți să trimiteți o solicitare de editare a conținutului acestei pagini, vă rugăm să utilizați acest formular. Pentru întrebări generale, vă rugăm să utilizați formularul nostru de contact. Pentru feedback general, utilizați secțiunea de comentarii publice de mai jos (urmați instrucțiunile).
Feedback-ul dumneavoastră este foarte important pentru noi. Cu toate acestea, din cauza volumului mare de mesaje, nu putem garanta un răspuns personalizat.
Adresa dvs. de e-mail este utilizată doar pentru a informa destinatarii cine a trimis e-mailul. Nici adresa dvs., nici adresa destinatarului nu vor fi utilizate în niciun alt scop. Informațiile pe care le introduceți vor apărea în e-mailul dvs. și nu vor fi stocate de Tech Xplore sub nicio formă.
Acest site web folosește cookie-uri pentru a facilita navigarea, a analiza utilizarea serviciilor noastre, a colecta date de personalizare a reclamelor și a oferi conținut de la terți. Prin utilizarea site-ului nostru web, confirmați că ați citit și ați înțeles Politica noastră de confidențialitate și Termenii și condițiile de utilizare.