Az Egyesült Királyságban, a Leicesteri Egyetem tudósai egy egyszerű technikát dolgoztak ki, amely víz és sütőolaj segítségével képes értékes fémeket kinyerni és újrahasznosítani az elhasznált lítium-ion (Li-ion) akkumulátorokat. Ez a módszer lehetővé teszi az értékes fémek szobahőmérsékleten történő tisztítását percek alatt – áll a sajtóközleményben, amit az InterestingEngineering is szemlézett.
A fosszilis tüzelőanyagoktól való elmozdulás és a fenntarthatóbb közlekedési és energiaforrások keresése során az emberiség jelentősen támaszkodik a nagy energiatároló kapacitású lítium-ion akkumulátorokra.
A Li-ion akkumulátorok szinte mindenhol jelen vannak, legyen szó elektromos járművekről (EV), az elektromos hálózat támogatásáról vagy hétköznapi eszközökről, mint a laptop vagy a telefon.
Becslések szerint mintegy 40 millió elektromos jármű és több mint 10 milliárd elektronikai eszköz használ Li-ion akkumulátorokat. Az újrahasznosításra vonatkozó szabályozások hiánya miatt ezek az akkumulátorok nem újrahasznosításra tervezettek. Ehelyett durva módszerekkel, például pirometallurgiai vagy hidrometallurgiai eljárásokkal próbálják visszanyerni belőlük a fontos fémeket.
Miután a Li-ion akkumulátorok elérik élettartamuk végét, összegyűjtik és apró darabokra zúzzák őket, így létrehozva egy „fekete masszának” nevezett anyagot. Ebben a masszában található grafit formájában lévő szén, valamint lítium, nikkel, kobalt és mangán – az akkumulátor összetételétől függően.
A hagyományos megközelítések magas hőmérsékletet és savas kezelést alkalmaznak a fontos fémek visszanyerésére. Ez tovább növeli a Li-ion ellátási lánc karbonlábnyomát.
A Leicesteri Egyetem kutatócsoportja egy fenntarthatóbb megoldást talált, amely víz és sütőolaj felhasználásával működik.
Közismert tény, hogy az olaj és a víz nem keveredik. Azonban a Jake Yang által vezetett kutatócsoport ultrahang segítségével nanoméretű olajcseppeket hozott létre, amelyek hetekig megmaradnak a vízben. Amikor ezeket a nanoolajcseppeket a fekete masszába juttatják, úgy működnek, mint egy ragasztó. Megköti a grafitrészecskéket, és nagyobb összetapadt részecskéket képez velük, amelyek a víz felszínén lebegnek.
Ezáltal az értékes fémek és a lítium a fekete masszában maradnak, míg a lebegő anyagot egyszerűen eltávolíthatják. A hagyományos technikákkal ellentétben, amelyekben a hő és a sav rontja a visszanyert anyag minőségét, a nanoolajcseppek lehetővé teszik az anyag eredeti kristályszerkezetének megőrzését. Az így visszanyert anyagot közvetlenül új akkumulátorcellák gyártására lehet felhasználni.
A kutatók szabadalmi kérelmet nyújtottak be ehhez a rövid ciklusú újrahasznosítási eljáráshoz, amely fenntarthatóbbá és olcsóbbá teheti az akkumulátorok újrahasznosítását.
„Ez a gyors, egyszerű és költséghatékony módszer forradalmasíthatja az akkumulátorok nagyléptékű újrahasznosítását. Reméljük, hogy együttműködhetünk különböző érintettekkel, hogy magasabb szintre emeljük ezt a technológiát, és létrehozzunk egy körforgásos gazdaságot a lítium-ion akkumulátorok számára.” Erről Jake Yang a sajtóközleményben beszélt.
A csapat jelenleg a Birminghami Egyetem kutatóival dolgozik együtt, hogy más Li-ion akkumulátor újrahasznosítási innovációkat is ötvözzenek. Egy kísérleti létesítményben tesztelik őket, amely óránként több tíz kilogramm fekete massza feldolgozására képes.
A kutatási eredményeket az RSC Sustainability tudományos folyóiratban publikálták.
Kiemelt kép: Unsplash
Devenyi Dalma
