新的“蓝绿色”解决方案,用于回收世界上的电池

新的“蓝绿色”解决方案,用于回收世界上的电池

莱斯材料实验室的科学家PulickelAjayan用一种环保的深共晶溶剂从锂离子电池中常用的阴极金属氧化物中提取有价值的元素。研究人员说,其目标是减少对电池回收利用的苛刻工艺的使用,并使其远离垃圾填埋场。

图片说明:溶液从废锂离子阴极中提取钴时会变成绿色。莱斯大学的一个实验室正在开发一种环境友好的方法,从废旧电池中回收有价值的金属。Jeff Fitlow拍摄

这种由商品产品氯化胆碱和乙二醇制成的溶剂,从粉末状化合物中提取了超过90%的钴,从用过的电池中提取的钴量较小,但仍相当可观。

阿贾扬说:“随着电动汽车和其他电子产品的需求急剧增加,可充电电池的浪费,尤其是锂离子电池的浪费,在未来将成为一个日益威胁环境的挑战。”

他说:“重要的是要回收战略金属,如供应有限、对这些储能装置的性能至关重要的钴。”“从我们目前的塑料现状中可以了解到,现在正是时候制定一个全面的策略来回收不断增长的电池废料。”

赖斯的研究生兼主要作者KimmaiTran说:“这一点以前曾在酸中尝试过。”“它们是有效的,但它们具有腐蚀性,不环保。总的来说,回收锂离子电池的成本通常很高,而且会给工人带来风险。”

她说,其他流程也有缺点。火法冶金需要在极端温度下破碎和混合,有害气体需要擦洗。湿法冶金需要腐蚀性化学物质,而提取金属离子的其他“绿色”溶剂通常需要额外的药剂或高温工艺来完全捕获它们。

“这种深共晶溶剂的好处在于它能溶解各种金属氧化物,”Tran说。它实际上是由一种鸡饲料添加剂和一种常见的塑料前体制成的,当在室温下混合在一起时,形成一种透明的、相对无毒的溶液,具有有效的溶解性能。

深共晶溶剂是两种或两种以上的化合物的混合物,它们在远低于各自前体的温度下冻结。她说,通过这种方式,人们可以从固体的简单组合中获得液体。

&特兰说:“冰点和熔点的大幅度降低是由于不同化学物质之间形成的氢键造成的。”通过选择合适的前体,可以制备具有有趣性质的廉价“绿色”溶剂。

当Tran加入时,莱斯集团已经在下一代高温超级电容器中测试了作为电解质的共晶溶液。

“我们试图将其用于金属氧化物超级电容器,但它正在溶解它们,”莱斯的研究科学家和合著者巴布·甘古利说。“溶液的颜色会改变。”

新的“蓝绿色”解决方案,用于回收世界上的电池图片说明:莱斯大学的研究科学家Babu Ganguli和研究生Kimmai Tran展示了带有共晶溶剂和不同浓度的钴吸入溶液的试管。他们正在开发从废锂离子电池中提取钴和锂的溶剂。Jeff Fitlow拍摄

共晶是从超级电容器的镍中提取离子。

Ganguli说:“我们的团队正在讨论这一问题,我们很快意识到,我们可以利用电解质的一个缺点作为溶解和回收废锂电池的优势。”

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