Este artigo foi revisado de acordo cos procedementos e políticas editoriais de Science X. Os editores destacaron as seguintes calidades, garantindo ao mesmo tempo a integridade do contido:
As baterías de ións de litio residuais de teléfonos móbiles, portátiles e un número crecente de vehículos eléctricos están a acumularse, pero as opcións de reciclaxe aínda se limitan en gran medida á incineración ou á disolución química das baterías defectuosas. Os métodos actuais poden crear problemas ambientais e son difíciles de producir economicamente a escala industrial.
Os procesos tradicionais reciclan algúns materiais de baterías e dependen de álcalis cáusticos, ácidos inorgánicos e produtos químicos perigosos que poden introducir impurezas. A extracción de metais críticos tamén require unha separación e precipitación complexas. Non obstante, a reciclaxe de metais como o cobalto e o litio pode reducir a contaminación, a dependencia de fontes estranxeiras e a obstrución das cadeas de subministración.
Investigadores do Laboratorio Nacional Oak Ridge do Departamento de Enerxía dos Estados Unidos perfeccionaron un método para disolver baterías nunha solución líquida co fin de reducir a cantidade de produtos químicos perigosos empregados no proceso. A súa investigación publicouse na revista Energy Storage Materials.
A solución sinxela, eficaz e respectuosa co medio ambiente desenvolvida polos investigadores do ORNL supera os principais obstáculos atopados cos métodos anteriores.
As baterías usadas mergúllanse nunha solución de ácido cítrico orgánico (que se atopa de forma natural nos cítricos) disolto en etilenglicol, un anticonxelante que se usa habitualmente en produtos de consumo como pinturas e cosméticos. O ácido cítrico procede de fontes sostibles e é máis seguro de manipular que os ácidos inorgánicos. Esta solución respectuosa co medio ambiente proporciona un proceso extremadamente eficiente para separar e reciclar metais no eléctrodo cargado positivamente da batería, chamado cátodo.
«Dado que o cátodo contén materiais esenciais, é a parte máis cara de calquera batería, xa que representa máis do 30 % do seu custo», afirmou Yaokai Bai, membro do grupo de investigación de baterías do ORNL. «O noso enfoque podería reducir os custos das baterías co paso do tempo». O estudo realizouse nas instalacións de fabricación de baterías do Laboratorio Nacional de Oak Ridge, a maior instalación de investigación e desenvolvemento de baterías ao aire libre dos Estados Unidos.
A tecnoloxía de procesamento desenvolvida alí permite lixiviar case o 100 % do cobalto e o litio do cátodo sen introducir impurezas no sistema. Tamén é capaz de separar eficazmente as solucións metálicas doutros residuos. O mellor de todo é que a súa función secundaria é recuperar máis do 96 % do cobalto en poucas horas sen engadir produtos químicos adicionais, o que adoita ser un proceso manual complexo para equilibrar os niveis de ácido.
«Esta é a primeira vez que un sistema de solución cobre as funcións de lixiviación e procesamento», dixo o investigador principal Lu Yu. «Foi interesante descubrir que o cobalto precipitou e asentou sen máis alteracións. Non esperabamos isto».
Eliminar a necesidade de produtos químicos adicionais reduce os custos e evita a xeración de subprodutos ou residuos secundarios. «Estamos entusiasmados de que este proceso de reciclaxe desenvolvido polos nosos científicos poida allanar o camiño para unha reciclaxe máis ampla de materiais críticos de baterías», dixo Ilyas Belharouaq, investigador corporativo e director da División de Electrificación do Laboratorio Nacional de Oak Ridge.
Bai dixo que as propiedades de lixiviación do ácido cítrico e do etilenglicol xa foran estudadas antes, pero este método empregaba máis ácido e temperaturas máis baixas e era menos eficaz.
«Sorprendeunos a rapidez coa que saíu da solución», dixo Bai. «Cos ácidos orgánicos adoita tardar de 10 a 12 horas, pero esta só tardou unha hora». As solucións tradicionais que empregan ácidos inorgánicos tamén son máis lentas porque conteñen auga, cuxo punto de ebulición limita a temperatura de reacción.
Máis información: Lu Yu et al., Separación e coprecipitación eficientes para a reciclaxe simplificada de cátodos, Materiais de almacenamento de enerxía (2023). DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103025
Se atopas algún erro tipográfico, inexactitude ou queres enviar unha solicitude para editar contido desta páxina, usa este formulario. Para preguntas xerais, usa o noso formulario de contacto. Para comentarios xerais, usa a sección de comentarios públicos a continuación (segue as pautas).
Os teus comentarios son moi importantes para nós. Non obstante, debido ao gran volume de mensaxes, non podemos garantir unha resposta personalizada.
O teu enderezo de correo electrónico só se usa para indicarlles aos destinatarios quen enviou o correo electrónico. Nin o teu enderezo nin o enderezo do destinatario se usarán para ningún outro propósito. A información que introduzas aparecerá no teu correo electrónico e Tech Xplore non a almacenará de ningún xeito.
Este sitio web utiliza cookies para facilitar a navegación, analizar o uso que fas dos nosos servizos, recompilar datos de personalización da publicidade e proporcionar contido de terceiros. Ao usar o noso sitio web, recoñeces que liches e comprendes a nosa Política de privacidade e as nosas Condicións de uso.