据外媒报道,莱斯特大学(University of Leicester)的科学家开发出一种技术,可以用水和食用油混合物从废旧电池的废品中可持续地提取有价值的金属。这项正在申请专利的技术允许在室温下几分钟内直接纯化锂离子电池黑块(阳极和阴极以及其他材料的低价值混合物)。
图片来源:莱斯特大学
全球有数十亿个锂离子电池用于电子产品和电动汽车。新技术可以实现更便宜、更可持续的回收方法,以支持向绿色技术的转变。
莱斯特大学的Andy Abbott教授和Jake Yang博士在法拉第研究所的ReLiB项目下开展了一项研究,发现了一种创新方法,即使用由水中的微量食用油制成的纳米乳液,从破碎的电池中回收有价值的电池级金属氧化物。相关研究论文发表在期刊《RSC Sustainability》。
日常经验表明,除非添加肥皂,否则油和水不会混合,但研究表明,使用超声波可以产生稳定数周的纳米油滴。至关重要的是,油纳米液滴被发现可以净化电池废料,俗称“黑块”,因为它含有碳(石墨)和有价值的锂、镍和钴金属氧化物(NMC)的混合物。
油纳米液滴粘附在碳表面,充当“胶水”将疏水石墨颗粒粘合在一起,形成漂浮在水面上的大型油石墨团块,而有价值的亲水锂金属氧化物则不受影响。油石墨团块可以简单地撇去,留下纯金属氧化物。
目前的回收技术结合了炉热处理来烧掉不需要的石墨,从而增加了电动汽车价值链的二氧化碳排放量,以及浓缩的腐蚀性酸,而这些酸将有价值的电池级金属氧化物一路带回到最初制造电池的价值较低的电池前体材料。
莱斯大学开发的乳液技术可以实现锂离子电池的短循环回收。回收材料的电池级晶体结构在此过程中不会被破坏,并且可以将回收的材料直接重新制造成新的电池单元,这与火法/湿法冶金方法不同。这可能会使电池供应链更加可持续和更便宜。
莱斯特大学化学学院的Jake Yang博士表示:“这种快速、简单且廉价的方法可能会彻底改变电池的大规模回收方式。我们现在希望与各种利益相关者合作,扩大这项技术的规模,并为锂离子电池创造循环经济。”
电力革命也存在弊端,其中之一就是如何高效、可持续地回收大量报废电池。
只有采用绿色且经济高效的回收方式,电池才能用于电动汽车和储能,成为可持续的未来。全球约有4000万辆电动汽车(EV),以及约有100亿部活跃的手机、笔记本电脑和平板电脑,这些全部由锂离子电池供电。然而,由于缺乏监管,锂离子电池组并非为回收而设计的。
莱斯特大学和伯明翰大学还合作将ReLiB开发的多项技术整合到InnovateUK项目ReBlend中。该项目正在创建一条能够处理数十千克/小时黑色物质的试验生产线,以证明这种短循环再处理可以经济地发挥作用,为新电池提供电池级材料。
“ReLiB项目是法拉第研究所的旗舰项目之一,该项目开发创新技术,以在电池制造和回收的循环经济中获取价值并保留稀缺资源。这项工作为大规模锂离子电池的短循环回收提供了一条有希望的途径,”法拉第研究所首席执行官Martin Freer教授评论道。
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