Luntiang Napakahusay At Matipid na Paraan na Inilabas Para sa Pag-recycle ng LCO At Mga Ternary LIB
| Jerry Huang
Tala ng editor: Ang mga bateryang Lithium-ion ay malawakang ginagamit ngayon sa iba't ibang mga elektronikong aparato, EV at grid-scale na imbakan ng enerhiya. Ang pandaigdigang pangangailangan para sa mga baterya ng lithium-ion ay patuloy na lumalaki nang malaki. Tinatayang sa 2030, ang pandaigdigang dami ng mga ginastos na baterya ng lithium-ion ay lalampas sa 11 milyong tonelada, na magiging isang malaking pinagmumulan ng polusyon na maaaring seryosong magbanta sa kapaligiran at kalusugan ng publiko. Kasabay nito, ang lumalaking pangangailangan para sa mga baterya ng lithium-ion ay isinasalin sa lumalaking pangangailangan para sa lithium at cobalt. Sa kabilang banda, ang nilalaman ng lithium at cobalt sa LIB cathodes ay kasing taas ng 15% at 7% wt, ayon sa pagkakabanggit, na mas mataas kaysa sa mga ores at brines. Samakatuwid, ang pagbawi ng mga elemento ng metal sa mga ginugol na LIB cathodes ay may malaking kahalagahan sa kapaligiran, panlipunan at pang-ekonomiya. Sa kasalukuyan, ang pagbawi ng mga baterya ng lithium-ion ay pangunahing nahahati sa tatlong hakbang: pretreatment, metal extraction at metal separation. Sa pagsasaliksik at pagpapaunlad ng hakbang sa pagkuha ng metal ng proseso ng pag-recycle, ang prosesong hydrometallurgical ay isa sa mga pinaka-mabubuhay na opsyon dahil sa mataas na rate ng pag-leaching ng metal at kasiya-siyang kadalisayan ng mga nakuhang produkto. Gayunpaman, ang proseso ay hindi masyadong environment friendly, o lubhang matipid, dahil ang paggamit ng mga inorganic acid ay nagdudulot ng mga mapanganib na by-product; habang ang mga organikong acid ay nangangailangan ng karagdagang mga ahente ng pagbabawas o mas mahabang oras ng reaksyon at mas mataas na temperatura para sa pagbawi ng metal.
Ang mga mananaliksik mula sa Zhong Lin Wang team ay nagdadala sa amin ng isang posibleng paraan na berde, lubos na mahusay at matipid para sa pag-recycle ng mga LIB, kabilang ang mga lithium cobalt oxide na baterya (LCO) at mga ternary lithium na baterya.
Abstract
Sa pandaigdigang kalakaran patungo sa neutralidad ng carbon, ang pangangailangan para sa mga baterya ng lithium-ion (LIBs) ay patuloy na tumataas. Gayunpaman, ang mga kasalukuyang paraan ng pag-recycle para sa mga ginastos na LIB ay nangangailangan ng agarang pagpapabuti sa mga tuntunin ng pagiging magiliw sa kapaligiran, gastos at kahusayan. Narito kami ay nagmumungkahi ng isang mechano-catalytic na pamamaraan, na tinatawag na contact-electro-catalysis, na gumagamit ng mga radical na nabuo sa pamamagitan ng contact electrification upang isulong ang metal leaching sa ilalim ng ultrasonic wave. Ginagamit din namin ang SiO2 bilang isang recyclable catalyst sa proseso. Para sa mga baterya ng lithium cobalt (III) oxide, ang kahusayan sa leaching ay umabot sa 100% para sa lithium at 92.19% para sa cobalt sa 90 °C sa loob ng 6 na oras. Para sa mga ternary lithium na baterya, ang kahusayan sa leaching ng lithium, nickel, manganese at cobalt ay umabot sa 94.56%, 96.62%, 96.54% at 98.39% sa 70 °C, ayon sa pagkakabanggit, sa loob ng 6 na oras. Inaasahan namin na ang paraang ito ay makakapagbigay ng berde, mataas na kahusayan at pang-ekonomiyang diskarte para sa pag-recycle ng LIB, na nakakatugon sa lumalaking demand para sa mga produksyon ng LIB.
Sanggunian
https://doi.org/10.1038/s41560-023-01348-y