LCO ve Üçlü LIB'lerin Geri Dönüşümü İçin Yeşil, Yüksek Verimli ve Ekonomik Yöntem Yayınlandı
| Jerry Huang
Editörün notu: Lityum-iyon piller artık çeşitli elektronik cihazlarda, elektrikli araçlarda ve şebeke ölçeğinde enerji depolamada yaygın olarak kullanılmaktadır. Lityum iyon pillere yönelik küresel talep önemli ölçüde artmaya devam ediyor. 2030 yılına gelindiğinde dünya çapında kullanılmış lityum iyon pil hacminin 11 milyon tonu aşacağı, bunun da çevreyi ve halk sağlığını ciddi şekilde tehdit edebilecek büyük bir kirlilik kaynağı haline geleceği tahmin ediliyor. Aynı zamanda, lityum iyon pillere olan talebin artması, lityum ve kobalt talebinin de artmasına neden oluyor. Öte yandan, LIB katotlarındaki lityum ve kobalt içeriği, sırasıyla ağırlıkça %15 ve %7 kadar yüksektir; bu, cevher ve tuzlu sulardakinden çok daha yüksektir. Bu nedenle, kullanılmış LIB katotlarındaki metal elementlerin geri kazanımı büyük çevresel, sosyal ve ekonomik öneme sahiptir. Şu anda lityum iyon pillerin geri kazanımı temel olarak üç aşamaya ayrılıyor: ön arıtma, metal ekstraksiyonu ve metal ayırma. Geri dönüşüm sürecinin metal ekstraksiyon adımının araştırılması ve geliştirilmesinde, hidrometalurjik süreç, yüksek metal süzme oranı ve geri kazanılan ürünlerin tatmin edici saflığı nedeniyle en uygun seçeneklerden biridir. Ancak süreç ne o kadar çevre dostu ne de çok ekonomiktir çünkü inorganik asitlerin kullanımı tehlikeli yan ürünler doğurur; organik asitler ise metalin geri kazanılması için ek indirgeyici maddelere veya daha uzun reaksiyon sürelerine ve daha yüksek sıcaklıklara ihtiyaç duyar.
Zhong Lin Wang ekibinden araştırmacılar, lityum kobalt oksit piller (LCO) ve üçlü lityum piller de dahil olmak üzere LIB'lerin geri dönüşümü için yeşil, oldukça verimli ve ekonomik olan olası bir yöntemi bize sunuyor.
Soyut
Karbon nötrlüğe yönelik küresel eğilimle birlikte lityum iyon pillere (LIB'ler) olan talep sürekli artıyor. Ancak kullanılmış LIB'lere yönelik mevcut geri dönüşüm yöntemlerinin çevre dostu olma, maliyet ve verimlilik açısından acil iyileştirmelere ihtiyacı vardır. Burada, ultrasonik dalga altında metalin süzülmesini teşvik etmek için temas elektrifikasyonu tarafından üretilen radikalleri kullanan, temas-elektro-kataliz olarak adlandırılan mekanik-katalitik bir yöntem öneriyoruz. Ayrıca proseste geri dönüştürülebilir katalizör olarak SiO2 kullanıyoruz. Lityum kobalt (III) oksit piller için liç verimliliği, 90 °C'de 6 saat içinde lityum için %100'e, kobalt için %92,19'a ulaştı. Üçlü lityum piller için lityum, nikel, manganez ve kobaltın liç verimleri 70 °C'de 6 saat içinde sırasıyla %94,56, %96,62, %96,54 ve %98,39'a ulaştı. Bu yöntemin, LIB geri dönüşümü için yeşil, yüksek verimli ve ekonomik bir yaklaşım sunarak LIB üretimlerine yönelik katlanarak artan talebi karşılayabileceğini öngörüyoruz.
Referans
https://doi.org/10.1038/s41560-023-01348-y