Недорогой и экологически безопасный процесс механохимической переработки позволяет восстановить 70% лития из аккумуляторов.
Метод переработки, разработанный Технологическим институтом Карлсруэ (KIT), извлекает до 70% лития из аккумуляторных отходов без использования агрессивных химикатов, высоких температур и предварительной сортировки материалов. Этот метод сочетает механические процессы с химическими реакциями и обеспечивает недорогую, энергоэффективную и экологически безопасную переработку литий-ионных аккумуляторов любого типа. Результаты опубликованы в Communications Chemistry.
Литий-ионные аккумуляторы прочно вошли в нашу жизнь. Они не только используются для беспроводного питания ноутбуков, смартфонов, игрушек, пультов дистанционного управления и других небольших устройств, но также являются наиболее важными системами хранения энергии для быстрорастущего сектора электромобилей. Увеличение использования этих батарей в конечном итоге приводит к необходимости в экономически и экологически устойчивых методах переработки.
В настоящее время из аккумуляторных отходов для повторного использования извлекаются в основном никель и кобальт, медь и алюминий, а также сталь. Извлечение лития по-прежнему дорого и малорентабельно. Существующие способы регенерации в основном носят металлургический характер и потребляют много энергии и/или производят опасные побочные продукты. В отличие от этого, механохимические подходы, основанные на механических процессах, вызывающих химические реакции , обещают достичь более высокого выхода и устойчивости при меньших затратах.
Подходит для различных катодных материалов
Такой метод в настоящее время разработан Отделом систем накопления энергии Института прикладных материалов КИТ (IAM-ESS), Ульмским институтом электрохимического хранения энергии Гельмгольца (HIU), созданным KIT в сотрудничестве с Ульмским университетом, и EnBW Energie Baden- Вюртемберг АГ.
Этот метод обеспечивает степень извлечения лития до 70% без использования агрессивных химикатов, высоких температур и предварительной сортировки материалов. «Метод может быть применен для извлечения лития из катодных материалов различного химического состава и, следовательно, для большого спектра коммерчески доступных литий-ионных аккумуляторов », — говорит д-р Александр Долотко из IAM-ESS и HIU, первый автор исследования. публикация. «Это обеспечивает недорогую, энергоэффективную и экологически безопасную переработку».
Реакция при комнатной температуре
Исследователи используют алюминий в качестве восстановителя в механохимической реакции. Поскольку алюминий уже содержится в катоде, никаких дополнительных веществ не требуется. Метод работает следующим образом: Сначала отходы батарей измельчаются. Затем этот материал вступает в реакцию с алюминием, образуя металлические композиты с водорастворимыми соединениями лития.
Литий извлекают путем растворения этих соединений в воде и последующего нагревания, чтобы вода испарилась. Поскольку механохимическая реакция протекает при температуре и давлении окружающей среды, метод обладает высокой энергоэффективностью.
Еще одним преимуществом является его простота, что облегчит использование в промышленных масштабах, поскольку уже в ближайшем будущем придется перерабатывать большое количество аккумуляторов.
