Denne artikel er blevet gennemgået i overensstemmelse med Science X's redaktionelle procedurer og politikker. Redaktørerne har lagt vægt på følgende kvaliteter, samtidig med at de har sikret indholdets integritet:
Spild af lithium-ion-batterier fra mobiltelefoner, bærbare computere og et stigende antal elbiler hober sig op, men genbrugsmulighederne er stadig i vid udstrækning begrænset til forbrænding eller kemisk opløsning af defekte batterier. Nuværende metoder kan skabe miljøproblemer og er vanskelige at producere økonomisk i industriel skala.
Traditionelle processer genbruger nogle batterimaterialer og er afhængige af kaustiske alkalier, uorganiske syrer og farlige kemikalier, der kan introducere urenheder. Udvinding af kritiske metaller kræver også kompleks separation og udfældning. Genbrug af metaller som kobolt og lithium kan dog reducere forurening, afhængighed af udenlandske kilder og tilstopning af forsyningskæder.
Forskere ved det amerikanske energiministeriums Oak Ridge National Laboratory har perfektioneret en metode til at opløse batterier i en flydende opløsning for at reducere mængden af ​​farlige kemikalier, der anvendes i processen. Deres forskning blev offentliggjort i tidsskriftet Energy Storage Materials.
Den enkle, effektive og miljøvenlige løsning, der er udviklet af ORNL-forskere, overvinder store hindringer, der er stødt på med tidligere metoder.
Brugte batterier lægges i blød i en opløsning af organisk citronsyre (som findes naturligt i citrusfrugter) opløst i ethylenglycol, en frostvæske, der almindeligvis anvendes i forbrugerprodukter såsom maling og kosmetik. Citronsyre kommer fra bæredygtige kilder og er sikrere at håndtere end uorganiske syrer. Denne miljøvenlige løsning giver en ekstremt effektiv proces til at adskille og genbruge metaller i batteriets positivt ladede elektrode, kaldet katoden.
"Fordi katoden indeholder kritiske materialer, er den den dyreste del af ethvert batteri og tegner sig for mere end 30 procent af dets omkostninger," sagde Yaokai Bai, medlem af ORNL's batteriforskningsgruppe. "Vores tilgang kan reducere batteriomkostningerne over tid." Undersøgelsen blev udført på Oak Ridge National Laboratorys batteriproduktionsanlæg, det største udendørs batteriforsknings- og udviklingsanlæg i USA.
Den udviklede procesteknologi gør det muligt at udvaske næsten 100% af kobolt og lithium fra katoden uden at introducere urenheder i systemet. Den er også i stand til effektivt at adskille metalopløsninger fra andre rester. Bedst af alt er dens sekundære funktion at genvinde over 96% af kobolten inden for få timer uden at tilsætte yderligere kemikalier, hvilket ofte er en kompleks manuel proces til at afbalancere syreniveauer.
"Dette er første gang, at ét løsningssystem dækker funktionerne udvaskning og forarbejdning," sagde ledende forsker Lu Yu. "Det var interessant at opdage, at kobolten udfældedes og satte sig uden yderligere forstyrrelse. Vi havde ikke forventet dette."
Ved at eliminere behovet for yderligere kemikalier reduceres omkostningerne og undgås generering af biprodukter eller sekundært affald. "Vi er begejstrede for, at denne genbrugsproces, der er udviklet af vores forskere, kan bane vejen for bredere genbrug af kritiske batterimaterialer," sagde Ilyas Belharouaq, virksomhedsforsker og direktør for elektrificeringsafdelingen ved Oak Ridge National Laboratory.
Bai sagde, at udvaskningsegenskaberne af citronsyre og ethylenglycol var blevet undersøgt før, men denne metode brugte mere syre og lavere temperaturer og var mindre effektiv.
"Vi var overraskede over, hvor hurtigt det kom ud af opløsningen," sagde Bai. "Med organiske syrer tager det normalt 10 til 12 timer, men denne her tog kun en time." Traditionelle opløsninger med uorganiske syrer er også langsommere, fordi de indeholder vand, hvis kogepunkt begrænser reaktionstemperaturen.
Yderligere information: Lu Yu et al., Effektiv separation og samudfældning til forenklet katodegenbrug, Energy Storage Materials (2023). DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103025
Hvis du støder på en tastefejl, unøjagtigheder eller ønsker at indsende en anmodning om at redigere indhold på denne side, bedes du bruge denne formular. Ved generelle spørgsmål bedes du bruge vores kontaktformular. For generel feedback, brug kommentarfeltet nedenfor (følg retningslinjerne).
Din feedback er meget vigtig for os. På grund af det store antal beskeder kan vi dog ikke garantere et personligt svar.
Din e-mailadresse bruges kun til at fortælle modtagerne, hvem der sendte e-mailen. Hverken din adresse eller modtagerens adresse vil blive brugt til andre formål. De oplysninger, du indtaster, vil blive vist i din e-mail og vil ikke blive gemt af Tech Xplore i nogen form.
Denne hjemmeside bruger cookies til at lette navigationen, analysere din brug af vores tjenester, indsamle data om personlig annoncering og levere indhold fra tredjeparter. Ved at bruge vores hjemmeside accepterer du, at du har læst og forstået vores privatlivspolitik og brugsbetingelser.