Бұл мақала Science X редакциялық процедуралары мен саясаттарына сәйкес қаралды. Мазмұнның тұтастығын қамтамасыз ету кезінде редакторлар келесі қасиеттерге баса назар аударды:
Ұялы телефондардың, ноутбуктердің және электр көліктерінің литий-ионды батареяларының қалдықтары жиналып жатыр, бірақ қайта өңдеу мүмкіндіктері әлі де істен шыққан батареяларды өртеу немесе химиялық жолмен ерітумен шектеледі. Қазіргі әдістер экологиялық проблемаларды тудыруы мүмкін және өнеркәсіптік ауқымда экономикалық өндіру қиын.
Дәстүрлі процестер кейбір батарея материалдарын қайта өңдейді және қоспаларды енгізетін күйдіргіш сілтілерге, бейорганикалық қышқылдарға және қауіпті химиялық заттарға сүйенеді. Критикалық металдарды алу үшін де күрделі бөлу мен тұндыру қажет. Дегенмен, кобальт пен литий сияқты металдарды қайта өңдеу ластануды, шетелдік көздерге тәуелділікті және жеткізу тізбегін бітеп тастауы мүмкін.
АҚШ Энергетика министрлігінің Оак жотасындағы ұлттық зертханасының зерттеушілері процесте қолданылатын қауіпті химиялық заттардың мөлшерін азайту үшін батареяларды сұйық ерітіндіде еріту әдісін жетілдірді. Олардың зерттеулері Energy Storage Materials журналында жарияланған.
ORNL зерттеушілері әзірлеген қарапайым, тиімді және экологиялық таза шешім алдыңғы әдістермен кездесетін негізгі кедергілерді еңсереді.
Қолданылған батареялар бояулар мен косметика сияқты тұтынушылық өнімдерде жиі қолданылатын антифриз, этиленгликольде ерітілген органикалық лимон қышқылының (табиғи цитрус жемістерінде кездеседі) ерітіндісіне малынған. Лимон қышқылы тұрақты көздерден алынады және бейорганикалық қышқылдарға қарағанда өңдеуге қауіпсіз. Бұл экологиялық таза шешім катод деп аталатын аккумулятордың оң зарядталған электродындағы металдарды бөлу және қайта өңдеу үшін өте тиімді процесті қамтамасыз етеді.
«Катодта маңызды материалдар болғандықтан, ол кез келген батареяның ең қымбат бөлігі болып табылады, оның құнының 30 пайызынан астамын құрайды», - деді ORNL аккумуляторды зерттеу тобының мүшесі Яокай Бай. «Біздің көзқарасымыз уақыт өте келе батарея шығындарын азайтуы мүмкін». Зерттеу Америка Құрама Штаттарындағы ең үлкен ашық аспан астындағы аккумуляторды зерттеу және дамыту мекемесі болып табылатын Oak Ridge Ұлттық зертханасының аккумулятор шығаратын зауытында жүргізілді.
Онда әзірленген өңдеу технологиясы жүйеге қоспаларды енгізбей, кобальт пен литийдің 100% дерлік катодтан шайылуына мүмкіндік береді. Ол сондай-ақ металл ерітінділерін басқа қалдықтардан тиімді бөлуге қабілетті. Ең бастысы, оның қайталама функциясы қосымша химиялық заттарды қоспай бірнеше сағат ішінде кобальттың 96%-дан астамын қалпына келтіру болып табылады, бұл көбінесе қышқыл деңгейін теңестіруге арналған күрделі қолмен орындалатын процесс.
«Бұл бір ерітінді жүйесі шаймалау және өңдеу функцияларын бірінші рет қамтиды», - деді жетекші зерттеуші Лу Ю. «Кобальттың тұнып, одан әрі бұзылмай тұнып тұрғаны қызық болды. Біз мұны күткен жоқпыз».
Қосымша химиялық заттардың қажеттілігін жою шығындарды азайтады және жанама өнімдердің немесе қайталама қалдықтардың пайда болуын болдырмайды. «Біздің ғалымдар әзірлеген бұл қайта өңдеу процесі батареяның маңызды материалдарын кеңірек қайта өңдеуге жол ашатынына қуаныштымыз», - деді Ильяс Белхаруак, корпоративтік зерттеуші және Oak Ridge ұлттық зертханасының электрлендіру бөлімінің директоры.
Бай лимон қышқылы мен этиленгликольдің сілтісіздендіру қасиеттері бұрын зерттелгенін, бірақ бұл әдіс қышқыл мен төмен температураны көбірек қолданып, тиімділігі төмен екенін айтты.
«Біз оның шешімнен қаншалықты тез шыққанына таң қалдық», - деді Бай. «Органикалық қышқылдармен әдетте 10-12 сағат кетеді, бірақ бұл бір сағатты алады». Бейорганикалық қышқылдарды қолданатын дәстүрлі ерітінділер де баяуырақ, өйткені олардың құрамында қайнау температурасы реакция температурасын шектейтін су бар.
Қосымша ақпарат: Лу Ю және т.б., Катодты жеңілдетілген қайта өңдеу үшін тиімді бөлу және бірге тұндыру, Энергияны сақтау материалдары (2023). DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103025
Егер сіз теру қатесін, дәлсіздікті кездестірсеңіз немесе осы беттегі мазмұнды өңдеуге сұрау жібергіңіз келсе, осы пішінді пайдаланыңыз. Жалпы сұрақтар бойынша біздің байланыс формасын пайдаланыңыз. Жалпы кері байланыс үшін төмендегі жалпыға ортақ пікірлер бөлімін пайдаланыңыз (нұсқауларды орындаңыз).
Сіздің пікіріңіз біз үшін өте маңызды. Дегенмен, хабарлардың үлкен көлеміне байланысты біз жеке жауапқа кепілдік бере алмаймыз.
Электрондық пошта мекенжайыңыз тек электрондық поштаны жіберген алушыларды айту үшін пайдаланылады. Сіздің мекенжайыңыз да, алушының мекенжайы да басқа мақсатта пайдаланылмайды. Сіз енгізген ақпарат электрондық поштаңызда пайда болады және Tech Xplore ешбір пішінде сақталмайды.
Бұл веб-сайт шарлауды жеңілдету, қызметтерімізді пайдалануыңызды талдау, жарнамалық жекелендіру деректерін жинау және үшінші тараптардан мазмұнды қамтамасыз ету үшін cookie файлдарын пайдаланады. Біздің веб-сайтты пайдалану арқылы сіз Құпиялық саясаты мен пайдалану шарттарын оқып, түсінгеніңізді растайсыз.