Aquest article ha estat revisat d'acord amb els procediments i les polítiques editorials de Science X. Els editors han emfatitzat les qualitats següents, tot garantint la integritat del contingut:
Les bateries de liti-ió residuals de telèfons mòbils, ordinadors portàtils i un nombre creixent de vehicles elèctrics s'estan acumulant, però les opcions de reciclatge encara es limiten en gran mesura a la incineració o la dissolució química de les bateries defectuoses. Els mètodes actuals poden crear problemes mediambientals i són difícils de produir econòmicament a escala industrial.
Els processos tradicionals reciclen alguns materials de bateries i es basen en àlcalis càustics, àcids inorgànics i productes químics perillosos que poden introduir impureses. L'extracció de metalls crítics també requereix una separació i precipitació complexes. Tanmateix, el reciclatge de metalls com el cobalt i el liti pot reduir la contaminació, la dependència de fonts estrangeres i l'obstrucció de les cadenes de subministrament.
Investigadors del Laboratori Nacional Oak Ridge del Departament d'Energia dels Estats Units han perfeccionat un mètode per dissoldre bateries en una solució líquida per reduir la quantitat de productes químics perillosos utilitzats en el procés. La seva recerca s'ha publicat a la revista Energy Storage Materials.
La solució senzilla, eficaç i respectuosa amb el medi ambient desenvolupada pels investigadors de l'ORNL supera els principals obstacles trobats amb els mètodes anteriors.
Les bateries usades es submergeixen en una solució d'àcid cítric orgànic (que es troba naturalment als cítrics) dissolt en etilenglicol, un anticongelant que s'utilitza habitualment en productes de consum com ara pintures i cosmètics. L'àcid cítric prové de fonts sostenibles i és més segur de manipular que els àcids inorgànics. Aquesta solució respectuosa amb el medi ambient proporciona un procés extremadament eficient per separar i reciclar metalls a l'elèctrode carregat positivament de la bateria, anomenat càtode.
«Com que el càtode conté materials crítics, és la part més cara de qualsevol bateria, i representa més del 30% del seu cost», va dir Yaokai Bai, membre del grup de recerca de bateries de l'ORNL. «El nostre enfocament podria reduir els costos de les bateries amb el temps». L'estudi es va dur a terme a les instal·lacions de fabricació de bateries del Laboratori Nacional Oak Ridge, les instal·lacions de recerca i desenvolupament de bateries a l'aire lliure més grans dels Estats Units.
La tecnologia de processament desenvolupada allà permet que gairebé el 100% del cobalt i el liti es lixiviïn del càtode sense introduir impureses al sistema. També és capaç de separar eficaçment les solucions metàl·liques d'altres residus. El millor de tot és que la seva funció secundària és recuperar més del 96% del cobalt en poques hores sense afegir productes químics addicionals, cosa que sovint és un procés manual complex per equilibrar els nivells d'àcid.
«Aquesta és la primera vegada que un sistema de solució cobreix les funcions de lixiviació i processament», va dir l'investigador principal Lu Yu. «Va ser interessant descobrir que el cobalt precipitava i s'assentava sense més pertorbacions. No ens ho esperàvem».
Eliminar la necessitat de productes químics addicionals redueix els costos i evita la generació de subproductes o residus secundaris. "Estem encantats que aquest procés de reciclatge desenvolupat pels nostres científics pugui aplanar el camí per a un reciclatge més ampli de materials crítics de bateries", va dir Ilyas Belharouaq, investigador corporatiu i director de la Divisió d'Electrificació del Laboratori Nacional Oak Ridge.
Bai va dir que les propietats de lixiviació de l'àcid cítric i l'etilenglicol ja s'havien estudiat abans, però aquest mètode utilitzava més àcid i temperatures més baixes i era menys eficaç.
«Ens va sorprendre la rapidesa amb què va sortir de la solució», va dir Bai. «Amb els àcids orgànics normalment es triga de 10 a 12 hores, però aquesta només va trigar una hora». Les solucions tradicionals que utilitzen àcids inorgànics també són més lentes perquè contenen aigua, el punt d'ebullició de la qual limita la temperatura de reacció.
Més informació: Lu Yu et al., Separació eficient i coprecipitació per al reciclatge simplificat de càtodes, Materials d'emmagatzematge d'energia (2023). DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103025
Si trobeu alguna errada tipogràfica, inexactitud o voleu enviar una sol·licitud per editar el contingut d'aquesta pàgina, utilitzeu aquest formulari. Per a preguntes generals, utilitzeu el nostre formulari de contacte. Per a comentaris generals, utilitzeu la secció de comentaris públics que hi ha a continuació (seguiu les directrius).
Els vostres comentaris són molt importants per a nosaltres. Tanmateix, a causa de l'elevat volum de missatges, no podem garantir una resposta personalitzada.
La teva adreça electrònica només s'utilitza per indicar als destinataris qui ha enviat el correu electrònic. Ni la teva adreça ni l'adreça del destinatari s'utilitzaran per a cap altre propòsit. La informació que introdueixis apareixerà al teu correu electrònic i Tech Xplore no l'emmagatzemarà de cap manera.
Aquest lloc web utilitza cookies per facilitar la navegació, analitzar l'ús que feu dels nostres serveis, recopilar dades de personalització de publicitat i proporcionar contingut de tercers. En utilitzar el nostre lloc web, reconeixeu que heu llegit i entès la nostra Política de privacitat i les Condicions d'ús.