Nowatorski proces mikrofalowy przyspiesza odzyskiwanie litu z odpadów baterii w sposób ekologiczny

WarsawBadacze z Uniwersytetu Rice, pod kierownictwem Pulickela Ajayana, odkryli nową i lepszą metodę odzyskiwania litu z używanych baterii litowo-jonowych. Ich sposób jest szybszy, czystszy i bardziej przyjazny dla środowiska niż dotychczasowe techniki. Użyli mikrofal i biodegradowalnej cieczy, aby odzyskać do 50% litu w zaledwie 30 sekund.

Lit jest kluczowy przy produkcji baterii wykorzystywanych w smartfonach, laptopach oraz samochodach elektrycznych. Rosnąca liczba samochodów elektrycznych i działania na rzecz redukcji emisji zwiększyły zapotrzebowanie na lit. W 2023 roku globalny rynek baterii litowo-jonowych był wart ponad 65 miliardów dolarów i przewiduje się, że w ciągu następnych ośmiu lat wzrośnie o ponad 23%. Ten wzrost obciąża łańcuchy dostaw litu, co sprawia, że efektywne metody recyklingu stają się niezbędne.

Tradycyjne metody recyklingu nie są skuteczne i szkodzą środowisku. Wykorzystują mocne kwasy oraz dużo energii, a odzyskują mniej niż 5% litu. Nowe, ekologiczne rozwiązania, takie jak głębokie ciecze eutektyczne (DES), również mają problemy z efektywnością i kosztami.

Naukowcy z Rice University opracowali nową metodę wykorzystującą chlorek choliny i glikol etylenowy jako głęboki rozpuszczalnik eutektyczny (DES). Oto kilka istotnych odkryć z ich badań:

Promieniowanie mikrofalowe przyspiesza proces odzysku. Działa na zasadzie selektywnego odzyskiwania litu w zaledwie 30 sekund, podczas gdy tradycyjne metoda podgrzewania w łaźni olejowej wymaga na to 12 godzin. Technika mikrofalowa osiąga 87% odzysku litu w 15 minut. Dzięki krótszym cyklom grzania stabilność rozpuszczalników jest lepsza przy wykorzystaniu mikrofal.

Zobacz również:

Dzisiaj · 04:09

Antidotum z mleka matki: odporność niemowląt na infekcje przewodu pokarmowego

Sohini Bhattacharyya, pracownik podoktorski i jedna z głównych autorek, wyjaśniła, że recykling baterii litowo-jonowych jest kluczowy dla odzyskiwania metali takich jak lit, kobalt i nikiel. Obecne metody recyklingu zazwyczaj odzyskują lit na końcu, co prowadzi do zanieczyszczeń i strat. Nowa metoda oparta na wykorzystaniu mikrofal koncentruje się na odzyskiwaniu litu w pierwszej kolejności, co sprawia, że proces jest bardziej skuteczny i wydajny.

Salma Alhashim, jedna z głównych autorek, stwierdziła, że chlorek choliny w roztworze DES absorbuje mikrofale i preferencyjnie wybiera lit zamiast innych metali, takich jak kobalt czy nikiel. Ta metoda jest prawie 100 razy szybsza niż tradycyjne metody i zapobiega również rozkładowi DES, co zazwyczaj zdarza się przy dłuższym podgrzewaniu, takim jak w łaźniach olejowych.

Ta nowa metoda może zrewolucjonizować recykling baterii litowo-jonowych, czyniąc go tańszym i bardziej przyjaznym dla środowiska. Zwiększa ilość odzyskiwanego materiału i minimalizuje szkodliwość dla natury. Naukowcy uważają, że zastosowanie tego recyklingu opartego na DES na dużą skalę może znacząco wpłynąć na poprawę branży.

To przełomowe odkrycie pokazuje, że odzyskiwanie litu z używanych baterii może w przyszłości przebiegać szybciej, czyściej i bardziej efektywnie. Spełnia ono rosnące zapotrzebowanie na lit oraz rozwiązuje problemy ekologiczne związane z obecnymi metodami recyklingu. Badanie opublikowane w "Advanced Functional Materials" stanowi ważny krok w kierunku zrównoważonej technologii.