Metode Ramah Lingkungan Yang Sangat Efisien Dan Ekonomis Dirilis Untuk Daur Ulang LCO Dan LIB Ternary
| Jerry Huang
Catatan Editor: Baterai litium-ion kini banyak digunakan di berbagai perangkat elektronik, kendaraan listrik, dan penyimpanan energi skala jaringan. Permintaan global terhadap baterai lithium-ion terus tumbuh secara signifikan. Diperkirakan pada tahun 2030, volume baterai lithium-ion bekas secara global akan melebihi 11 juta ton, yang akan menjadi sumber polusi besar yang dapat mengancam lingkungan dan kesehatan masyarakat secara serius. Pada saat yang sama, meningkatnya permintaan akan baterai litium-ion berarti meningkatnya permintaan akan litium dan kobalt. Di sisi lain, kandungan litium dan kobalt dalam katoda LIB masing-masing mencapai 15% dan 7% berat, jauh lebih tinggi dibandingkan bijih dan air garam. Oleh karena itu, perolehan kembali unsur-unsur logam dalam katoda LIB bekas mempunyai dampak besar terhadap lingkungan, sosial dan ekonomi. Saat ini, pemulihan baterai lithium-ion terutama dibagi menjadi tiga langkah: perlakuan awal, ekstraksi logam, dan pemisahan logam. Dalam penelitian dan pengembangan langkah ekstraksi logam pada proses daur ulang, proses hidrometalurgi adalah salah satu pilihan yang paling layak karena laju pelindian logam yang tinggi dan kemurnian produk hasil perolehan yang memuaskan. Namun, prosesnya tidak ramah lingkungan dan tidak terlalu ekonomis, karena penggunaan asam anorganik menghasilkan produk sampingan yang berbahaya; sedangkan asam organik memerlukan zat pereduksi tambahan atau waktu reaksi yang lebih lama dan suhu yang lebih tinggi untuk perolehan kembali logam.
Para peneliti dari tim Zhong Lin Wang memberi kita kemungkinan metode yang ramah lingkungan, sangat efisien dan ekonomis untuk mendaur ulang LIB, termasuk baterai litium kobalt oksida (LCO) dan baterai litium terner.
Abstrak
Dengan tren global menuju netralitas karbon, permintaan baterai lithium-ion (LIB) terus meningkat. Namun, metode daur ulang LIB bekas yang ada saat ini memerlukan perbaikan segera dalam hal ramah lingkungan, biaya, dan efisiensi. Di sini kami mengusulkan metode mekano-katalitik, yang disebut kontak-elektro-katalisis, memanfaatkan radikal yang dihasilkan oleh elektrifikasi kontak untuk mendorong pencucian logam di bawah gelombang ultrasonik. Kami juga menggunakan SiO2 sebagai katalis yang dapat didaur ulang dalam proses tersebut. Untuk baterai litium kobalt (III) oksida, efisiensi pelindian mencapai 100% untuk litium dan 92,19% untuk kobalt pada suhu 90 °C dalam waktu 6 jam. Untuk baterai litium terner, efisiensi pelindian litium, nikel, mangan, dan kobalt masing-masing mencapai 94,56%, 96,62%, 96,54%, dan 98,39% pada 70 °C, dalam waktu 6 jam. Kami mengantisipasi bahwa metode ini dapat memberikan pendekatan ramah lingkungan, efisiensi tinggi, dan ekonomis untuk daur ulang LIB, memenuhi permintaan produksi LIB yang meningkat secara eksponensial.
Referensi
https://doi.org/10.1038/s41560-023-01348-y