Ekologiczna, wysoce wydajna i ekonomiczna metoda recyklingu LCO i trójskładnikowych LIB

| Jerry Huang

Ekologiczna, wysoce wydajna i ekonomiczna metoda recyklingu LCO i trójskładnikowych LIB

Nota wydawcy: Baterie litowo-jonowe są obecnie szeroko stosowane w różnych urządzeniach elektronicznych, pojazdach elektrycznych i magazynach energii na skalę sieciową. Globalny popyt na akumulatory litowo-jonowe stale rośnie. Szacuje się, że do 2030 roku światowy wolumen zużytych akumulatorów litowo-jonowych przekroczy 11 mln ton, co stanie się ogromnym źródłem zanieczyszczeń mogącym poważnie zagrozić środowisku i zdrowiu publicznemu. Jednocześnie rosnące zapotrzebowanie na akumulatory litowo-jonowe przekłada się na rosnące zapotrzebowanie na lit i kobalt. Natomiast zawartość litu i kobaltu w katodach LIB wynosi odpowiednio 15% i 7% mas. i jest znacznie wyższa niż w rudach i solankach. Dlatego odzysk pierwiastków metalicznych w zużytych katodach LIB ma ogromne znaczenie środowiskowe, społeczne i gospodarcze. Obecnie odzysk akumulatorów litowo-jonowych dzieli się głównie na trzy etapy: obróbkę wstępną, ekstrakcję metalu i separację metalu. W badaniach i rozwoju etapu ekstrakcji metalu w procesie recyklingu, proces hydrometalurgiczny jest jedną z najbardziej opłacalnych opcji ze względu na dużą szybkość wymywania metalu i zadowalającą czystość odzyskanych produktów. Jednakże proces ten nie jest ani przyjazny dla środowiska, ani zbyt ekonomiczny, ponieważ użycie kwasów nieorganicznych powoduje powstawanie niebezpiecznych produktów ubocznych; podczas gdy kwasy organiczne wymagają dodatkowych środków redukujących lub dłuższych czasów reakcji i wyższych temperatur w celu odzyskania metalu.

Naukowcy z zespołu Zhong Lin Wang przedstawiają możliwą metodę, która jest ekologiczna, wysoce wydajna i ekonomiczna w recyklingu LIB, w tym akumulatorów litowo-kobaltowo-tlenkowych (LCO) i trójskładnikowych akumulatorów litowych.

Abstrakcyjny

Wraz z globalnym trendem zmierzającym do neutralności pod względem emisji dwutlenku węgla, zapotrzebowanie na akumulatory litowo-jonowe (LIB) stale rośnie. Jednakże obecne metody recyklingu zużytych LIB wymagają pilnego ulepszenia pod względem przyjazności dla środowiska, kosztów i wydajności. Tutaj proponujemy metodę mechanokatalityczną, zwaną elektrokatalizą kontaktową, wykorzystującą rodniki generowane przez elektryfikację kontaktową w celu wspomagania ługowania metalu pod falą ultradźwiękową. W procesie wykorzystujemy również SiO2 jako katalizator nadający się do recyklingu. W przypadku akumulatorów litowo-kobaltowych (III) skuteczność ługowania osiągnęła 100% dla litu i 92,19% dla kobaltu w temperaturze 90 °C w ciągu 6 godzin. W przypadku trójskładnikowych akumulatorów litowych skuteczność wymywania litu, niklu, manganu i kobaltu osiągnęła odpowiednio 94,56%, 96,62%, 96,54% i 98,39% w temperaturze 70 ° C w ciągu 6 godzin. Przewidujemy, że ta metoda może zapewnić ekologiczne, wysoce wydajne i ekonomiczne podejście do recyklingu LIB, zaspokajając wykładniczo rosnące zapotrzebowanie na produkcję LIB.

Odniesienie

https://doi.org/10.1038/s41560-023-01348-y

Poworks

Poworks jest profesjonalnym producentem i dostawcą związków litu.

Archiwum