Ta članek je bil pregledan v skladu z uredniškimi postopki in politikami revije Science X. Uredniki so poudarili naslednje lastnosti, hkrati pa zagotovili integriteto vsebine:
Odpadne litij-ionske baterije iz mobilnih telefonov, prenosnih računalnikov in vse večjega števila električnih vozil se kopičijo, vendar so možnosti recikliranja še vedno večinoma omejene na sežiganje ali kemično raztapljanje pokvarjenih baterij. Trenutne metode lahko povzročijo okoljske težave in jih je težko ekonomsko proizvajati v industrijskem obsegu.
Tradicionalni postopki reciklirajo nekatere materiale baterij in so odvisni od kavstičnih alkalij, anorganskih kislin in nevarnih kemikalij, ki lahko vnesejo nečistoče. Pridobivanje kritičnih kovin zahteva tudi kompleksno ločevanje in obarjanje. Vendar pa lahko recikliranje kovin, kot sta kobalt in litij, zmanjša onesnaževanje, odvisnost od tujih virov in zamašitev dobavnih verig.
Raziskovalci v Nacionalnem laboratoriju Oak Ridge pri ameriškem ministrstvu za energijo so izpopolnili metodo raztapljanja baterij v tekoči raztopini, s katero želijo zmanjšati količino nevarnih kemikalij, uporabljenih v procesu. Njihova raziskava je bila objavljena v reviji Energy Storage Materials.
Preprosta, učinkovita in okolju prijazna rešitev, ki so jo razvili raziskovalci ORNL, premaga večje ovire, s katerimi so se srečali pri prejšnjih metodah.
Rabljene baterije se namakajo v raztopini organske citronske kisline (ki jo naravno najdemo v agrumih), raztopljene v etilen glikolu, antifrizu, ki se pogosto uporablja v potrošniških izdelkih, kot so barve in kozmetika. Citronska kislina prihaja iz trajnostnih virov in je varnejša za ravnanje kot anorganske kisline. Ta okolju prijazna rešitev zagotavlja izjemno učinkovit postopek ločevanja in recikliranja kovin v pozitivno nabiti elektrodi baterije, imenovani katoda.
»Ker katoda vsebuje kritične materiale, je najdražji del vsake baterije, saj predstavlja več kot 30 odstotkov njenih stroškov,« je dejal Yaokai Bai, član raziskovalne skupine za baterije pri ORNL. »Naš pristop bi lahko sčasoma zmanjšal stroške baterij.« Študija je bila izvedena v proizvodnem obratu baterij Nacionalnega laboratorija Oak Ridge, največjem odprtem raziskovalnem in razvojnem objektu za baterije v Združenih državah.
Tehnologija predelave, razvita tam, omogoča, da se skoraj 100 % kobalta in litija izluži iz katode brez vnosa nečistoč v sistem. Prav tako je sposobna učinkovito ločiti kovinske raztopine od drugih ostankov. Najboljše od vsega pa je, da je njena sekundarna funkcija, da v nekaj urah pridobi več kot 96 % kobalta brez dodajanja dodatnih kemikalij, kar je pogosto zapleten ročni postopek za uravnavanje ravni kisline.
»To je prvič, da en sistem raztopin pokriva funkcije izluževanja in predelave,« je dejal vodilni raziskovalec Lu Yu. »Zanimivo je bilo ugotoviti, da se je kobalt oboril in usedel brez nadaljnjih motenj. Tega nismo pričakovali.«
Odprava potrebe po dodatnih kemikalijah zmanjšuje stroške in preprečuje nastajanje stranskih produktov ali sekundarnih odpadkov. »Navdušeni smo, da lahko ta postopek recikliranja, ki so ga razvili naši znanstveniki, utrje pot širšemu recikliranju kritičnih baterijskih materialov,« je dejal Ilyas Belharouaq, korporativni raziskovalec in direktor oddelka za elektrifikacijo v Nacionalnem laboratoriju Oak Ridge.
Bai je povedal, da so bile lastnosti izpiranja citronske kisline in etilen glikola že prej preučene, vendar je ta metoda uporabljala več kisline in nižje temperature ter je bila manj učinkovita.
»Presenečeni smo bili, kako hitro je prišla iz raztopine,« je dejal Bai. »Z organskimi kislinami običajno traja od 10 do 12 ur, toda ta je trajala le eno uro.« Tradicionalne raztopine z anorganskimi kislinami so tudi počasnejše, ker vsebujejo vodo, katere vrelišče omejuje reakcijsko temperaturo.
Dodatne informacije: Lu Yu et al., Učinkovito ločevanje in soprecipitacija za poenostavljeno recikliranje katod, Materiali za shranjevanje energije (2023). DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103025
Če naletite na tipkarsko napako, netočnost ali želite oddati zahtevo za urejanje vsebine na tej strani, uporabite ta obrazec. Za splošna vprašanja uporabite naš kontaktni obrazec. Za splošne povratne informacije uporabite spodnji razdelek za javne komentarje (upoštevajte smernice).
Vaše povratne informacije so za nas zelo pomembne. Vendar pa zaradi velikega števila sporočil ne moremo zagotoviti osebnega odgovora.
Vaš e-poštni naslov se uporablja samo za to, da prejemniki vedo, kdo je poslal e-pošto. Niti vaš naslov niti naslov prejemnika ne bosta uporabljena za noben drug namen. Podatki, ki jih vnesete, se bodo prikazali v vašem e-poštnem sporočilu in jih Tech Xplore ne bo shranil v nobeni obliki.
To spletno mesto uporablja piškotke za lažjo navigacijo, analizo vaše uporabe naših storitev, zbiranje podatkov o personalizaciji oglaševanja in zagotavljanje vsebine tretjih oseb. Z uporabo našega spletnega mesta potrjujete, da ste prebrali in razumeli našo politiko zasebnosti in pogoje uporabe.