Апельсиновые корки помогут экологично перерабатывать литиевые аккумуляторы

Повторное использование редких металлов, которые никуда не деваются из отработанных литийсодержащих аккумуляторов, становится всё более и более насущным вопросом. Серьёзным минусом в переработке б/у батарей остаются крайне вредные техпроцессы, в ходе которых выделяется масса токсичных веществ. Удивительно, но всю вредную химию можно заменить высушенными апельсиновыми корками, что доказали учёные из Сингапура.

Nanyang Technological University

Традиционный техпроцесс переработки отработанных литиевых батарей предполагает нагрев и плавление при температуре свыше 500 ºC. Это требует высочайших энергетических затрат и сопровождается выбросом токсичных газов. В качестве замены ему предложена более чистая технология. Она заключается в измельчении батарей и последующем осаждении металлов в жидкой среде ― в подогретой смеси кислот и перекиси водорода. Это называется гидрометаллургия, и она пока находится в стадии экспериментов.

В предложенном виде гидрометаллургия тоже не сахар. Особенно в промышленных масштабах, если до такого дойдёт. Другое дело, если кислоты заменить чем-то экологически чистым. Чем? Например, апельсиновыми корками, в которых содержатся сахара и кислоты, необходимые для реакции с осаждением металлов.

Использовать апельсиновые корки в качестве реагента предложили учёные из Сингапурского технологического университета Наньян. Кожура этих цитрусовых сушилась и затем измельчалась в порошок. На основе порошка была создана смесь для осаждения металлов в сочетании с лимонной кислотой также извлечённой из цитрусовых. Плюс перекись водорода.

В ходе эксперимента, данные о котором опубликованы в издании Environmental Science & Technology, учёные извлекли из бывших в употреблении аккумуляторов около 90 % лития, кобальта, никеля и марганца. Это примерно столько же, сколько этих материалов извлекается в процессе традиционной «токсичной» переработки. Только после «цитрусовой» переработки отходы были нетоксичны.

«Ключ кроется в целлюлозе, содержащейся в апельсиновой цедре, которая превращается в сахар под действием тепла в процессе экстракции», ― говорит доцент Далтон Тэй (Dalton Tay), один из руководителей исследования. «Эти сахара улучшают извлечение металлов из отходов аккумуляторных батарей. Природные антиоксиданты, содержащиеся в апельсиновой корке, такие как флавоноиды и фенольные кислоты, также могут способствовать этому улучшению».

Из полученных в процессе переработки б/у-батарей металлов учёные сделали новый аккумулятор, который по характеристикам не уступал обычным новым литийионным аккумуляторам. В настоящее время проводятся дальнейшие испытания, чтобы убедиться, что новые батареи прослужат сопоставимое количество циклов зарядки/разрядки.

3dnews

Хочешь узнать больше - читай отзывы