伊莉討論區

標題: 新技術有效回收鋰電池廢料 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2024-8-25 09:22 AM 標題: 新技術有效回收鋰電池廢料

　　　　　[attach]140393028[/attach]
　　人們對於鋰金屬的需求不斷增加﹐但開採﹑提煉﹑回收鋰金屬都會對環境造成污染﹐若使用對環境友善的回收方法則存在效益低下的問題。近期﹐美國一大學研發出一種高效﹑低耗能的方法回收鋰可減少化學回收造成的污染。
　　鋰電池上最關鍵的是鋰金屬﹐這些東西用於電子產品﹑電動車﹐甚至到電網的儲能系統上。據一些統計數字顯示﹐2023年全球鋰電池的市場價值估計為500億到600億美元左右且預計十年後成長至1,000多億美元。不過﹐隨著鋰電池市場不斷擴大﹐可能造成電池中常用的鋰(Li)﹑鈷(Co)和鎳(Ni)金屬出現供應短缺的問題。因此一些人將目標轉向廢棄的鋰電池希望能從中回收金屬進行再利用。
　　儘管傳統的鋰電池回收方法在經濟上可行﹐但使用的浸出劑是濃酸﹑強還原劑或腐蝕劑﹐容易對環境造成污染﹐而過去使用對環境負擔較小的低共熔溶劑(DES)進行溼式冶金回收的方法只能回收不到5%的鋰﹐不符合經濟效益。因此﹐大多回收業者將目標集中在鈷﹑鎳等過渡金屬上。
　　　　　[attach]140393029[/attach]
　　今年6月底﹐《先進功能材料》上發表了一項新的研究成果﹕美國萊斯大學(Rice University)將廢棄的鋰電池放入特製的DES溶劑後再用微波輻射加熱﹐讓溶劑能夠快速選擇性地回收鋰金屬。研究團隊之所以選用DES溶劑是因為它可以從不同的樣品中萃取並分離出不同的目標成分﹐具有對環境友好﹑製備簡單﹑成本低﹑易生物降解等優點。
　　研究人員拿氯化膽鹼(ChCl)﹑乙二醇(EG)﹐以3比2的比例製成的DES溶劑﹐再用微波輻射作為加熱輔助﹐只需30秒就能萃取鋰金屬﹐效率高達50%﹔在30分鐘內萃取率接近100%。之所以選用氯化膽鹼和乙二醇是因為乙二醇可以讓鈷﹑鎳氧化物形成氫鍵﹐再與氯化膽鹼中的氯離子形成可溶性氯金屬酸鹽化合物。
　　另外﹐氯化膽鹼具有善於吸收微波的特性﹐因此研究人員將電池廢料浸入溶劑中時藉由微波輔助加熱﹐達到縮短溶液與電池廢料的反應時間﹐讓其能在30秒內快速萃取鋰﹐且過程中無需使用額外的還原劑。此外﹐微波輻射熱效應還減少了顆粒聚集﹐促進了大孔和裂縫的形成﹐增加電池廢料和DES溶劑之間的接觸面積使金屬萃取加速。
　　　　　
　　研究人員發現﹐這種基於微波的工藝與油浴等傳統加熱方法相比﹐只需要15分鐘就能達到87%的萃取率﹐而油浴加熱則需要16到18小時才能達到相同的回收率。他們還發現﹐使用基於微波的工藝﹐反應持續30分鐘﹐鋰﹑鈷﹑鎳浸出效率分別為96.6%﹑37.2%和31.5%。若該方法在160°C到180°C時也能保持鋰萃取的選擇性﹐但220°C時的表現更良好。
　　這種快速微波方法不僅減少時間和能量消耗﹐提高回收效率﹐還防止了DES因長時間加熱﹐導致過快的降解問題並提高其循環壽命﹐有助於改善鋰電池回收的經濟性和對環境的影響並提供可持續的解決方案。這種方法還可以應用於具有不同成分的DES系統以嘗試快速提取其它種類的金屬﹐讓DES系統被賦予對特定金屬的選擇性。
　　論文的主要作者之一﹑萊斯大學研究人員表示﹕「目前鋰電池的回收率低下﹐原因在於電池廢料中的其它金屬會先沉澱﹐最後才是鋰金屬沉澱。這裡我們用氯化膽鹼和乙二醇混合出DES溶劑﹐讓鋰金屬被氯化膽鹼中的氯離子包圍後﹐能夠快速萃取出來。」。

作者: chf02 時間: 2024-8-25 11:23 AM

本帖最後由 chf02 於 2024-8-25 12:47 PM 編輯

.那個,氯化膽鹼和乙二醇混合出DES溶劑,這些藥劑廢水,最後如何處理?排放去哪?吸附?掩埋?燃燒?(唉,算了,甚麼都當作不知道,日子就很好過了嘛.)

歡迎光臨伊莉討論區 (http://a401.file-static.com/)