Извлечение и повторное использование металлов из использованных аккумуляторов с помощью растительного масла и воды

Исследователи Университета Лестера представили инновационный метод добычи ценных металлов из литий-ионных аккумуляторных отходов с использованием смеси воды и растительного масла. Этот подход эффективно очищает низкосортную смесь анодных, катодных и прочих материалов, называемую «чёрной массой», в течение нескольких минут при комнатной температуре. Основой методики являются наноэмульсии, образованные крошечными каплями масла в воде под воздействием ультразвука.

Технология действует следующим образом: микроскопические масляные капли прилипают к графитовым частицам в отходах и функционируют как «клей», объединяющий гидрофобные графитовые частицы в крупные масляно-графитовые образования. Эти соединения поднимаются на поверхность воды, тем самым отделяя чистые оксиды лития, никеля и кобальта. Освободившиеся элементы можно легко извлечь и даже использовать в производстве новых аккумуляторов.

Современные методы переработки включают термическую обработку для сжигания графита, что увеличивает углеродный след производства электромобилей, а также применяют агрессивные кислоты, снижающие ценность извлечённых окисей металлов до уровней, схожих с первоначальными сырьевыми материалами для батареи.

Эмульсионный метод, разработанный в Лестере, предлагает быструю переработку литий-ионных аккумуляторов, избегая разрушения кристаллической структуры материалов, что позволяет их повторное использование в новых аккумуляторных элементах. Это может способствовать большей устойчивости и экономичности цепочки поставок в отличие от стандартных пиро- или гидрометаллургических процессов.

По всему миру эксплуатируется около 40 миллионов электромобилей и приблизительно 10 миллиардов мобильных устройств, работающих на литий-ионных батареях. Однако нынешние модели аккумуляторов не учитывают их далее переработку, что создаёт экологические проблемы.

Вузы Лестера и Бирмингема совместно работают над проектом InnovateUK ReBlend, целью которого является создание пилотной линии для переработки десятков килограммов «чёрной массы» в час. Этот проект должен показать, что быстроцикличная переработка может быть рентабельной в производстве материалов аккумуляторного качества.

Новая технология предполагает позитивные изменения в процессах утилизации аккумуляторов, что критически важно на фоне увеличивающегося спроса на электромобили и портативную электронику. Использование доступных и дешёвых материалов делает метод экологически и экономически привлекательным.

Успешная адаптация этой технологии может стать важным шагом на пути к созданию более экологически устойчивой цепи поставок для производства аккумуляторов, что особенно актуально в условиях глобальных усилий в переходе на зеленую энергию и транспорт.

Источник: iXBT