Гэты артыкул быў рэцэнзаваны ў адпаведнасці з рэдакцыйнымі працэдурамі і палітыкай часопіса Science X. Рэдактары падкрэслілі наступныя якасці, забяспечваючы пры гэтым цэласнасць зместу:
Літый-іённыя акумулятары ад мабільных тэлефонаў, ноўтбукаў і ўсё большай колькасці электрамабіляў назапашваюцца, але варыянты перапрацоўкі ўсё яшчэ ў значнай ступені абмежаваныя спальваннем або хімічным растварэннем няспраўных акумулятараў. Існуючыя метады могуць ствараць экалагічныя праблемы і іх цяжка эканамічна вырабляць у прамысловых маштабах.
Традыцыйныя працэсы перапрацоўваюць некаторыя матэрыялы акумулятараў і абапіраюцца на шчолачы, неарганічныя кіслоты і небяспечныя хімічныя рэчывы, якія могуць уносіць прымешкі. Здабыча крытычна важных металаў таксама патрабуе складанага падзелу і асаджэння. Аднак перапрацоўка такіх металаў, як кобальт і літый, можа знізіць забруджванне, залежнасць ад замежных крыніц і засмечванне ланцужкоў паставак.
Даследчыкі з Оўк-Рыджскай нацыянальнай лабараторыі Міністэрства энергетыкі ЗША ўдасканалілі метад растварэння акумулятараў у вадкім растворы, каб паменшыць колькасць небяспечных хімічных рэчываў, якія выкарыстоўваюцца ў працэсе. Іх даследаванне было апублікавана ў часопісе Energy Storage Materials.
Простае, эфектыўнае і экалагічна чыстае рашэнне, распрацаванае даследчыкамі ORNL, пераадольвае асноўныя перашкоды, якія ўзнікалі пры выкарыстанні папярэдніх метадаў.
Выкарыстаныя акумулятары замочваюць у растворы арганічнай цытрынавай кіслаты (якая натуральным чынам змяшчаецца ў цытрусавых), растваральнай у этыленгліколі, антыфрызе, які звычайна выкарыстоўваецца ў спажывецкіх таварах, такіх як фарбы і касметыка. Цытрынавая кіслата паступае з устойлівых крыніц і больш бяспечная ў выкарыстанні, чым неарганічныя кіслоты. Гэта экалагічна чыстае рашэнне забяспечвае надзвычай эфектыўны працэс аддзялення і перапрацоўкі металаў у станоўча зараджаным электродзе акумулятара, які называецца катодам.
«Паколькі катод змяшчае крытычна важныя матэрыялы, ён з'яўляецца самай дарагой часткай любой батарэі, на якую прыпадае больш за 30 працэнтаў яе кошту», — сказаў Яакай Бай, член даследчай групы батарэй ORNL. «Наш падыход можа з часам знізіць кошт батарэй». Даследаванне праводзілася на вытворчым аб'екце батарэй Нацыянальнай лабараторыі Ок-Рыдж, найбуйнейшым адкрытым даследчым і распрацоўчым аб'екце батарэй у Злучаных Штатах.
Распрацаваная там тэхналогія апрацоўкі дазваляе вымываць з катода амаль 100% кобальту і літыя без унясення прымешак у сістэму. Яна таксама здольная эфектыўна аддзяляць растворы металаў ад іншых рэшткаў. Самае лепшае, што яе другасная функцыя заключаецца ў аднаўленні больш за 96% кобальту на працягу некалькіх гадзін без дадання дадатковых хімікатаў, што часта з'яўляецца складаным ручным працэсам для ўраўнаважвання ўзроўню кіслаты.
«Гэта першы выпадак, калі адна сістэма раствораў ахоплівае функцыі вылугавання і апрацоўкі», — сказаў вядучы даследчык Лу Ю. «Цікава было выявіць, што кобальт выпаў у асадак без далейшых парушэнняў. Мы гэтага не чакалі».
Выключэнне неабходнасці ў дадатковых хімікатах зніжае выдаткі і дазваляе пазбегнуць утварэння пабочных прадуктаў або другасных адходаў. «Мы рады, што гэты працэс перапрацоўкі, распрацаваны нашымі навукоўцамі, можа пракласці шлях да больш шырокай перапрацоўкі крытычна важных матэрыялаў для акумулятараў», — сказаў Ільяс Белхаруак, карпаратыўны даследчык і дырэктар Аддзела электрыфікацыі ў Нацыянальнай лабараторыі Оўк-Рыдж.
Бай сказаў, што вымывальныя ўласцівасці цытрынавай кіслаты і этыленгліколю вывучаліся раней, але гэты метад выкарыстоўваў больш кіслаты і больш нізкія тэмпературы і быў менш эфектыўным.
«Мы былі здзіўлены тым, як хутка яно выйшла з раствора», — сказаў Бай. «З арганічнымі кіслотамі звычайна гэта займае ад 10 да 12 гадзін, але гэта заняло ўсяго гадзіну». Традыцыйныя растворы з выкарыстаннем неарганічных кіслот таксама больш павольныя, бо яны ўтрымліваюць ваду, тэмпература кіпення якой абмяжоўвае тэмпературу рэакцыі.
Дадатковая інфармацыя: Лу Ю і інш., Эфектыўнае аддзяленне і сумеснае асаджэнне для спрошчанай перапрацоўкі катодаў, Матэрыялы для захоўвання энергіі (2023). DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103025
Калі вы сутыкнуліся з памылкай друку, недакладнасцю або жадаеце адправіць запыт на рэдагаванне зместу на гэтай старонцы, калі ласка, скарыстайцеся гэтай формай. Па агульных пытаннях, калі ласка, скарыстайцеся нашай кантактнай формай. Для агульных водгукаў скарыстайцеся раздзелам публічных каментарыяў ніжэй (выконвайце рэкамендацыі).
Ваша меркаванне вельмі важнае для нас. Аднак з-за вялікай колькасці паведамленняў мы не можам гарантаваць персаналізаваны адказ.
Ваш адрас электроннай пошты выкарыстоўваецца толькі для таго, каб паведаміць атрымальнікам, хто адправіў ліст. Ні ваш адрас, ні адрас атрымальніка не будуць выкарыстоўвацца для якіх-небудзь іншых мэт. Уведзеная вамі інфармацыя будзе адлюстроўвацца ў вашым лісце і не будзе захоўвацца Tech Xplore ні ў якой форме.
Гэты вэб-сайт выкарыстоўвае файлы cookie для палягчэння навігацыі, аналізу выкарыстання вамі нашых паслуг, збору персаналізаваных рэкламных дадзеных і прадастаўлення кантэнту ад трэціх асоб. Карыстаючыся нашым вэб-сайтам, вы пацвярджаеце, што прачыталі і зразумелі нашу Палітыку прыватнасці і Умовы карыстання.