Hierdie artikel is hersien in ooreenstemming met Science X se redaksionele prosedures en beleide. Die redakteurs het die volgende eienskappe beklemtoon terwyl die integriteit van die inhoud verseker is:
Afval-litiumioonbatterye van selfone, skootrekenaars en 'n groeiende aantal elektriese voertuie hoop op, maar herwinningsopsies is steeds grootliks beperk tot verbranding of chemiese oplos van die gebrekkige batterye. Huidige metodes kan omgewingsprobleme skep en is moeilik om ekonomies op 'n industriële skaal te produseer.
Tradisionele prosesse herwin sommige batterymateriale en maak staat op bytende alkalieë, anorganiese sure en gevaarlike chemikalieë wat onsuiwerhede kan inbring. Die ontginning van kritieke metale vereis ook komplekse skeiding en presipitasie. Die herwinning van metale soos kobalt en litium kan egter besoedeling, afhanklikheid van buitelandse bronne en verstopping van voorsieningskettings verminder.
Navorsers aan die Amerikaanse Departement van Energie se Oak Ridge Nasionale Laboratorium het 'n metode vervolmaak om batterye in 'n vloeibare oplossing op te los om die hoeveelheid gevaarlike chemikalieë wat in die proses gebruik word, te verminder. Hul navorsing is in die tydskrif Energy Storage Materials gepubliseer.
Die eenvoudige, effektiewe en omgewingsvriendelike oplossing wat deur ORNL-navorsers ontwikkel is, oorkom groot struikelblokke wat met vorige metodes teëgekom is.
Gebruikte batterye word geweek in 'n oplossing van organiese sitroensuur (wat natuurlik in sitrusvrugte voorkom) opgelos in etileenglikol, 'n antivriesmiddel wat algemeen in verbruikersprodukte soos verf en skoonheidsmiddels gebruik word. Sitroensuur kom van volhoubare bronne en is veiliger om te hanteer as anorganiese sure. Hierdie omgewingsvriendelike oplossing bied 'n uiters doeltreffende proses vir die skeiding en herwinning van metale in die battery se positief gelaaide elektrode, genaamd die katode.
“Omdat die katode kritieke materiale bevat, is dit die duurste deel van enige battery, wat meer as 30 persent van die koste daarvan uitmaak,” het Yaokai Bai, 'n lid van ORNL se batterynavorsingsgroep, gesê. “Ons benadering kan batterykoste mettertyd verminder.” Die studie is uitgevoer by Oak Ridge National Laboratory se batteryvervaardigingsfasiliteit, die grootste opelug-batterynavorsings- en ontwikkelingsfasiliteit in die Verenigde State.
Die verwerkingstegnologie wat daar ontwikkel is, laat toe dat byna 100% van kobalt en litium uit die katode geloog word sonder om onsuiwerhede in die stelsel in te bring. Dit is ook in staat om metaaloplossings effektief van ander residue te skei. Die beste van alles is dat die sekondêre funksie daarvan is om meer as 96% van kobalt binne 'n paar uur te herwin sonder om bykomende chemikalieë by te voeg, wat dikwels 'n komplekse handmatige proses is om suurvlakke te balanseer.
“Dit is die eerste keer dat een oplossingstelsel die funksies van uitloging en verwerking dek,” het hoofnavorser Lu Yu gesê. “Dit was interessant om te vind dat die kobalt neergeslaan en afgesak het sonder verdere versteuring. Ons het dit nie verwag nie.”
Deur die behoefte aan bykomende chemikalieë uit te skakel, word koste verminder en die opwekking van neweprodukte of sekondêre afval vermy. “Ons is opgewonde dat hierdie herwinningsproses wat deur ons wetenskaplikes ontwikkel is, die weg kan baan vir breër herwinning van kritieke batterymateriale,” het Ilyas Belharouaq, korporatiewe navorser en direkteur van die Elektrifiseringsafdeling by die Oak Ridge Nasionale Laboratorium, gesê.
Bai het gesê die uitloogingseienskappe van sitroensuur en etileenglikol is al voorheen bestudeer, maar hierdie metode het meer suur en laer temperature gebruik en was minder effektief.
“Ons was verbaas oor hoe vinnig dit uit die oplossing gekom het,” het Bai gesê. “Met organiese sure neem dit gewoonlik 10 tot 12 uur, maar hierdie een het net 'n uur geneem.” Tradisionele oplossings wat anorganiese sure gebruik, is ook stadiger omdat hulle water bevat, waarvan die kookpunt die reaksietemperatuur beperk.
Verdere inligting: Lu Yu et al., Doeltreffende skeiding en ko-presipitasie vir vereenvoudigde katodeherwinning, Energiebergingsmateriale (2023). DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103025
Indien u 'n tikfout, onakkuraatheid teëkom, of 'n versoek wil indien om inhoud op hierdie bladsy te wysig, gebruik asseblief hierdie vorm. Vir algemene vrae, gebruik asseblief ons kontakvorm. Vir algemene terugvoer, gebruik die openbare kommentaarafdeling hieronder (volg die riglyne).
Jou terugvoer is baie belangrik vir ons. As gevolg van die hoë volume boodskappe kan ons egter nie 'n persoonlike reaksie waarborg nie.
Jou e-posadres word slegs gebruik om ontvangers te vertel wie die e-pos gestuur het. Nóg jou adres nóg die ontvanger se adres sal vir enige ander doel gebruik word. Die inligting wat jy invoer, sal in jou e-pos verskyn en sal nie deur Tech Xplore in enige vorm gestoor word nie.
Hierdie webwerf gebruik koekies om navigasie te vergemaklik, jou gebruik van ons dienste te analiseer, advertensiepersonaliseringsdata in te samel en inhoud van derde partye te verskaf. Deur ons webwerf te gebruik, erken jy dat jy ons Privaatheidsbeleid en Gebruiksvoorwaardes gelees en verstaan ​​het.