Denne artikkelen har blitt gjennomgått i samsvar med Science X sine redaksjonelle prosedyrer og retningslinjer. Redaktørene har lagt vekt på følgende kvaliteter samtidig som de har sikret innholdets integritet:
Avfallsbatterier fra mobiltelefoner, bærbare datamaskiner og et økende antall elbiler hoper seg opp, men resirkuleringsmulighetene er fortsatt i stor grad begrenset til forbrenning eller kjemisk oppløsning av defekte batteriene. Nåværende metoder kan skape miljøproblemer og er vanskelige å produsere økonomisk i industriell skala.
Tradisjonelle prosesser resirkulerer noen batterimaterialer og er avhengige av etsende alkalier, uorganiske syrer og farlige kjemikalier som kan introdusere urenheter. Utvinning av kritiske metaller krever også kompleks separasjon og utfelling. Imidlertid kan resirkulering av metaller som kobolt og litium redusere forurensning, avhengighet av utenlandske kilder og tilstopping av forsyningskjeder.
Forskere ved Oak Ridge National Laboratory i det amerikanske energidepartementet har perfeksjonert en metode for å løse opp batterier i en flytende løsning for å redusere mengden farlige kjemikalier som brukes i prosessen. Forskningen deres ble publisert i tidsskriftet Energy Storage Materials.
Den enkle, effektive og miljøvennlige løsningen som er utviklet av ORNL-forskere, overvinner store hindringer som er oppstått med tidligere metoder.
Brukte batterier bløtlegges i en løsning av organisk sitronsyre (som finnes naturlig i sitrusfrukter) oppløst i etylenglykol, en frostvæske som ofte brukes i forbrukerprodukter som maling og kosmetikk. Sitronsyre kommer fra bærekraftige kilder og er tryggere å håndtere enn uorganiske syrer. Denne miljøvennlige løsningen gir en ekstremt effektiv prosess for å separere og resirkulere metaller i batteriets positivt ladede elektrode, kalt katoden.
«Fordi katoden inneholder kritiske materialer, er den den dyreste delen av et batteri, og står for mer enn 30 prosent av kostnaden», sa Yaokai Bai, et medlem av ORNLs batteriforskningsgruppe. «Vår tilnærming kan redusere batterikostnadene over tid.» Studien ble utført ved Oak Ridge National Laboratorys batteriproduksjonsanlegg, det største utendørs forsknings- og utviklingsanlegget for batterier i USA.
Prosesseringsteknologien som er utviklet der, gjør at nesten 100 % av kobolt og litium kan lekkes ut fra katoden uten at urenheter kommer inn i systemet. Den er også i stand til å effektivt separere metallløsninger fra andre rester. Best av alt er dens sekundære funksjon å gjenvinne over 96 % av kobolten i løpet av få timer uten å tilsette ytterligere kjemikalier, noe som ofte er en kompleks manuell prosess for å balansere syrenivåene.
«Dette er første gang at ett løsningssystem dekker funksjonene utvasking og prosessering», sa hovedforsker Lu Yu. «Det var interessant å finne at kobolten falt ut og satte seg uten ytterligere forstyrrelser. Vi forventet ikke dette.»
Å eliminere behovet for ytterligere kjemikalier reduserer kostnader og unngår generering av biprodukter eller sekundært avfall. «Vi er glade for at denne resirkuleringsprosessen som er utviklet av våre forskere kan bane vei for bredere resirkulering av kritiske batterimaterialer», sa Ilyas Belharouaq, bedriftsforsker og direktør for elektrifiseringsavdelingen ved Oak Ridge National Laboratory.
Bai sa at utvaskingsegenskapene til sitronsyre og etylenglykol hadde blitt studert tidligere, men denne metoden brukte mer syre og lavere temperaturer og var mindre effektiv.
«Vi ble overrasket over hvor raskt den kom ut av løsningen», sa Bai. «Med organiske syrer tar det vanligvis 10 til 12 timer, men denne tok bare en time.» Tradisjonelle løsninger med uorganiske syrer er også tregere fordi de inneholder vann, hvis kokepunkt begrenser reaksjonstemperaturen.
Ytterligere informasjon: Lu Yu et al., Effektiv separasjon og samutfelling for forenklet katodegjenvinning, Energy Storage Materials (2023). DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103025
Hvis du støter på en skrivefeil, unøyaktighet eller ønsker å sende inn en forespørsel om å redigere innhold på denne siden, kan du bruke dette skjemaet. For generelle spørsmål kan du bruke kontaktskjemaet vårt. For generell tilbakemelding kan du bruke kommentarfeltet nedenfor (følg retningslinjene).
Tilbakemeldingen din er svært viktig for oss. På grunn av det store antallet meldinger kan vi imidlertid ikke garantere et personlig svar.
E-postadressen din brukes kun til å fortelle mottakerne hvem som sendte e-posten. Verken din adresse eller mottakerens adresse vil bli brukt til noe annet formål. Informasjonen du oppgir vil vises i e-posten din og vil ikke bli lagret av Tech Xplore i noen form.
Dette nettstedet bruker informasjonskapsler for å forenkle navigasjonen, analysere bruken din av tjenestene våre, samle inn personaliseringsdata for annonsering og levere innhold fra tredjeparter. Ved å bruke nettstedet vårt, godtar du at du har lest og forstått vår personvernerklæring og våre bruksvilkår.