Исследователи из Университета Райса разработали водный метод извлечения ценных металлов из отработанных литий-ионных аккумуляторов. Технология занимает несколько минут и не требует нагрева, что делает её более быстрой и энергоэффективной альтернативой традиционным системам переработки.
Новый процесс нацелен на извлечение ключевых материалов – лития, кобальта, никеля и марганца. Спрос на эти металлы растет по мере расширения производства электромобилей и электроники во всем мире.
Ученые использовали водные растворы «аминохлоридных» солей. Лучший результат показал гидроксиламмония хлорид (HACl). В ходе испытаний раствор HACl извлек около 65% ключевых металлов всего за одну минуту при комнатной температуре. При увеличении времени обработки показатель эффективности для некоторых металлов превысил 75%.
Фото: Interesting Engineering
«Традиционные методы переработки часто полагаются на агрессивные кислоты или медленные и энергоемкие процессы, – отметил первый автор исследования Саймон М. Кинг. – Мы показали, что можно добиться быстрого и высокоэффективного извлечения металлов с помощью гораздо более простой водной системы».
Такая скорость выделяется на фоне существующих методов: многие системы требуют высоких температур или длительных циклов, что увеличивает энергопотребление и эксплуатационные расходы.
Замена традиционных органических растворителей водой снизила вязкость среды, что позволило молекулам двигаться свободнее и ускорило реакции. Кроме того, водная химия упрощает утилизацию отходов и снижает экологические риски.
С помощью экспериментов и моделирования исследователи выяснили, что ключевую роль в эффективном растворении металлов играет встроенный в HACl редокс-активный азотный центр.
«Эта способность к окислительно-восстановительным реакциям дает ему значительное преимущество перед другими аналогичными системами, которые мы тестировали», – пояснила соавтор работы Сохини Бхаттачарья.
После извлечения восстановленные металлы были переработаны в новые материалы для аккумуляторов, что демонстрирует замкнутый цикл переработки.
Источник: Interesting Engineering
Оцените новость 0 0 0 0 0 0 0