Ovaj je članak pregledan u skladu s uredničkim postupcima i pravilima časopisa Science X. Urednici su naglasili sljedeće kvalitete uz osiguranje integriteta sadržaja:
Otpadne litij-ionske baterije iz mobitela, prijenosnih računala i sve većeg broja električnih vozila gomilaju se, ali mogućnosti recikliranja još uvijek su uglavnom ograničene na spaljivanje ili kemijsko otapanje 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 lužine, anorganske kiseline i opasne kemikalije koje mogu unijeti nečistoće. Ekstrakcija kritičnih metala također zahtijeva složeno odvajanje i taloženje. Međutim, recikliranje metala poput kobalta i litija može smanjiti onečišćenje, ovisnost o stranim izvorima i začepljenje lanaca opskrbe.
Istraživači u Nacionalnom laboratoriju Oak Ridge pri američkom Ministarstvu energetike usavršili su metodu otapanja baterija u tekućoj otopini kako bi smanjili količinu opasnih kemikalija koje se koriste u procesu. Njihovo istraživanje objavljeno je u časopisu Energy Storage Materials.
Jednostavno, učinkovito i ekološki prihvatljivo rješenje koje su razvili istraživači ORNL-a prevladava glavne prepreke s kojima su se susreli prethodni metodi.
Rabljene baterije natapaju se u otopinu organske limunske kiseline (koja se prirodno nalazi u agrumima) otopljene u etilen glikolu, antifrizu koji se često koristi u potrošačkim proizvodima poput boja i kozmetike. Limunska kiselina dolazi iz održivih izvora i sigurnija je za rukovanje od anorganskih kiselina. Ovo ekološki prihvatljivo rješenje pruža izuzetno učinkovit proces odvajanja i recikliranja metala u pozitivno nabijenoj elektrodi baterije, koja se naziva katoda.
„Budući da katoda sadrži kritične materijale, ona je najskuplji dio svake baterije i čini više od 30 posto njezine cijene“, rekao je Yaokai Bai, član istraživačke skupine za baterije ORNL-a. „Naš pristup mogao bi s vremenom smanjiti troškove baterija.“ Studija je provedena u pogonu za proizvodnju baterija Nacionalnog laboratorija Oak Ridge, najvećem otvorenom istraživačkom i razvojnom centru za baterije u Sjedinjenim Državama.
Tehnologija obrade razvijena tamo omogućuje ispiranje gotovo 100% kobalta i litija s katode bez unošenja nečistoća u sustav. Također je sposobna učinkovito odvojiti metalne otopine od ostalih ostataka. Najbolje od svega, njezina sekundarna funkcija je oporavak preko 96% kobalta unutar nekoliko sati bez dodavanja dodatnih kemikalija, što je često složen ručni proces za uravnoteženje razine kiseline.
„Ovo je prvi put da jedan sustav otopine 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.“
Uklanjanje potrebe za dodatnim kemikalijama smanjuje troškove i izbjegava stvaranje nusproizvoda ili sekundarnog otpada. „Uzbuđeni smo što ovaj proces recikliranja koji su razvili naši znanstvenici može utrti put široj reciklaži kritičnih materijala za baterije“, rekao je Ilyas Belharouaq, korporativni istraživač i direktor Odjela za elektrifikaciju u Nacionalnom laboratoriju Oak Ridge.
Bai je rekao da su svojstva ispiranja limunske kiseline i etilen glikola već proučavana, ali ova metoda koristi više kiseline i niže temperature te je manje učinkovita.
„Iznenadili smo se koliko je brzo izašlo iz otopine“, rekao je Bai. „S organskim kiselinama obično je potrebno 10 do 12 sati, ali ovome je trebalo samo sat vremena.“ Tradicionalne otopine koje koriste anorganske kiseline također su sporije jer sadrže vodu, čija točka vrelišta ograničava temperaturu reakcije.
Dodatne informacije: Lu Yu i dr., Učinkovito odvajanje i koprecipitacija za pojednostavljeno recikliranje katode, Materiali za pohranu energije (2023). DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103025
Ako naiđete na tipografsku pogrešku, netočnost ili želite poslati zahtjev za uređivanje sadržaja na ovoj stranici, upotrijebite ovaj obrazac. Za opća pitanja upotrijebite naš kontakt obrazac. Za općenite povratne informacije upotrijebite odjeljak za javne komentare u nastavku (slijedite smjernice).
Vaše povratne informacije su nam vrlo važne. Međutim, zbog velikog broja poruka, ne možemo jamčiti personalizirani odgovor.
Vaša adresa e-pošte koristi se samo kako bi se primateljima obavijestilo tko je poslao e-poštu. Ni vaša adresa ni adresa primatelja neće se koristiti u druge svrhe. Podaci koje unesete pojavit će se u vašoj e-pošti i Tech Xplore ih neće pohraniti 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 naša Pravila o privatnosti i Uvjete korištenja.