Artikel ini telah disemak mengikut prosedur dan dasar editorial Science X. Editor telah menekankan kualiti berikut sambil memastikan integriti kandungan:
Bateri litium-ion buangan daripada telefon bimbit, komputer riba dan semakin banyak kenderaan elektrik semakin bertimbun, tetapi pilihan kitar semula masih terhad kepada pembakaran atau pelarutan bateri yang gagal secara kimia. Kaedah semasa boleh menimbulkan masalah alam sekitar dan sukar untuk dihasilkan secara ekonomi pada skala industri.
Proses tradisional mengitar semula beberapa bahan bateri dan bergantung pada alkali kaustik, asid tak organik dan bahan kimia berbahaya yang boleh memasukkan bendasing. Mengekstrak logam kritikal juga memerlukan pemisahan dan pemendakan yang kompleks. Bagaimanapun, kitar semula logam seperti kobalt dan litium boleh mengurangkan pencemaran, pergantungan kepada sumber asing dan menyumbat rantaian bekalan.
Penyelidik di Makmal Kebangsaan Oak Ridge Jabatan Tenaga AS telah menyempurnakan kaedah melarutkan bateri dalam larutan cecair untuk mengurangkan jumlah bahan kimia berbahaya yang digunakan dalam proses tersebut. Penyelidikan mereka diterbitkan dalam jurnal Energy Storage Materials.
Penyelesaian mudah, berkesan dan mesra alam yang dibangunkan oleh penyelidik ORNL mengatasi halangan utama yang dihadapi dengan kaedah sebelumnya.
Bateri terpakai direndam dalam larutan asid sitrik organik (secara semula jadi ditemui dalam buah sitrus) yang dilarutkan dalam etilena glikol, antibeku yang biasa digunakan dalam produk pengguna seperti cat dan kosmetik. Asid sitrik berasal daripada sumber yang mampan dan lebih selamat untuk dikendalikan daripada asid bukan organik. Penyelesaian mesra alam ini menyediakan proses yang sangat cekap untuk mengasingkan dan mengitar semula logam dalam elektrod bercas positif bateri, yang dipanggil katod.
"Oleh kerana katod mengandungi bahan kritikal, ia adalah bahagian paling mahal bagi mana-mana bateri, menyumbang lebih daripada 30 peratus daripada kosnya," kata Yaokai Bai, ahli kumpulan penyelidikan bateri ORNL. "Pendekatan kami boleh mengurangkan kos bateri dari semasa ke semasa." Kajian itu dijalankan di kemudahan pembuatan bateri Oak Ridge National Laboratory, kemudahan penyelidikan dan pembangunan bateri terbuka terbesar di Amerika Syarikat.
Teknologi pemprosesan yang dibangunkan di sana membolehkan hampir 100% kobalt dan litium dilarutkan daripada katod tanpa memasukkan bendasing ke dalam sistem. Ia juga mampu mengasingkan larutan logam daripada sisa lain dengan berkesan. Paling penting, fungsi sekundernya ialah memulihkan lebih 96% kobalt dalam masa beberapa jam tanpa menambah bahan kimia tambahan, yang selalunya merupakan proses manual yang kompleks untuk mengimbangi paras asid.
"Ini adalah kali pertama satu sistem penyelesaian merangkumi fungsi larut lesap dan pemprosesan," kata ketua penyelidik Lu Yu. "Adalah menarik untuk mendapati bahawa kobalt memendakan dan mendap tanpa gangguan lagi. Kami tidak menjangkakan ini."
Menghapuskan keperluan untuk bahan kimia tambahan mengurangkan kos dan mengelakkan penjanaan produk sampingan atau sisa sekunder. "Kami teruja bahawa proses kitar semula yang dibangunkan oleh saintis kami ini boleh membuka jalan kepada kitar semula yang lebih meluas bahan bateri kritikal," kata Ilyas Belharouaq, penyelidik korporat dan pengarah Bahagian Elektrifikasi di Makmal Kebangsaan Oak Ridge.
Bai berkata sifat larut lesap asid sitrik dan etilena glikol telah dikaji sebelum ini, tetapi kaedah ini menggunakan lebih asid dan suhu yang lebih rendah serta kurang berkesan.
"Kami terkejut betapa cepatnya ia keluar daripada penyelesaian," kata Bai. "Dengan asid organik biasanya mengambil masa 10 hingga 12 jam, tetapi yang ini hanya mengambil masa sejam." Larutan tradisional yang menggunakan asid tak organik juga lebih perlahan kerana ia mengandungi air, yang takat didihnya mengehadkan suhu tindak balas.
Maklumat lanjut: Lu Yu et al., Pengasingan yang cekap dan kerpasan bersama untuk kitar semula katod dipermudah, Bahan Penyimpanan Tenaga (2023). DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103025
Jika anda mengalami kesilapan menaip, ketidaktepatan atau ingin menyerahkan permintaan untuk mengedit kandungan pada halaman ini, sila gunakan borang ini. Untuk soalan umum, sila gunakan borang hubungan kami. Untuk maklum balas umum, gunakan bahagian ulasan awam di bawah (ikut garis panduan).
Maklum balas anda sangat penting bagi kami. Walau bagaimanapun, disebabkan jumlah mesej yang tinggi, kami tidak dapat menjamin respons yang diperibadikan.
Alamat e-mel anda hanya digunakan untuk memberitahu penerima yang menghantar e-mel. Alamat anda mahupun alamat penerima tidak akan digunakan untuk sebarang tujuan lain. Maklumat yang anda masukkan akan dipaparkan dalam e-mel anda dan tidak akan disimpan oleh Tech Xplore dalam sebarang bentuk.
Laman web ini menggunakan kuki untuk memudahkan navigasi, menganalisis penggunaan perkhidmatan kami oleh anda, mengumpul data pemperibadian pengiklanan dan menyediakan kandungan daripada pihak ketiga. Dengan menggunakan tapak web kami, anda mengakui bahawa anda telah membaca dan memahami Dasar Privasi dan Syarat Penggunaan kami.