Bu makale Science X'in editoryal prosedürleri ve politikalarına uygun olarak incelenmiştir. Editörler, içeriğin bütünlüğünü sağlarken aşağıdaki nitelikleri vurgulamışlardır:
Cep telefonları, dizüstü bilgisayarlar ve giderek artan sayıda elektrikli araçtan gelen atık lityum iyon piller birikiyor, ancak geri dönüşüm seçenekleri hala büyük ölçüde arızalı pilleri yakma veya kimyasal olarak çözme ile sınırlı. Mevcut yöntemler çevre sorunları yaratabilir ve endüstriyel ölçekte ekonomik olarak üretilmesi zordur.
Geleneksel süreçler bazı pil malzemelerini geri dönüştürür ve safsızlıklar getirebilen kostik alkalilere, inorganik asitlere ve tehlikeli kimyasallara dayanır. Kritik metalleri çıkarmak ayrıca karmaşık ayırma ve çökeltme gerektirir. Ancak kobalt ve lityum gibi metallerin geri dönüştürülmesi kirliliği, yabancı kaynaklara bağımlılığı ve tedarik zincirlerinin tıkanmasını azaltabilir.
ABD Enerji Bakanlığı'nın Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'ndaki araştırmacılar, süreçte kullanılan tehlikeli kimyasalların miktarını azaltmak için pilleri sıvı bir çözeltide çözme yöntemini mükemmelleştirdiler. Araştırmaları Energy Storage Materials dergisinde yayınlandı.
ORNL araştırmacıları tarafından geliştirilen basit, etkili ve çevre dostu çözüm, daha önceki yöntemlerle karşılaşılan büyük engelleri ortadan kaldırıyor.
Kullanılmış piller, boyalar ve kozmetikler gibi tüketici ürünlerinde yaygın olarak kullanılan bir antifriz olan etilen glikolde çözülmüş organik sitrik asit (doğal olarak turunçgillerde bulunur) çözeltisine batırılır. Sitrik asit sürdürülebilir kaynaklardan gelir ve inorganik asitlerden daha güvenli bir şekilde işlenir. Bu çevre dostu çözüm, pilin katot adı verilen pozitif yüklü elektrodundaki metalleri ayırmak ve geri dönüştürmek için son derece verimli bir işlem sağlar.
ORNL'nin pil araştırma grubunun bir üyesi olan Yaokai Bai, "Katot kritik malzemeler içerdiğinden, herhangi bir pilin en pahalı parçasıdır ve maliyetinin yüzde 30'undan fazlasını oluşturur," dedi. "Yaklaşımımız zamanla pil maliyetlerini azaltabilir." Çalışma, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki en büyük açık hava pil araştırma ve geliştirme tesisi olan Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'nın pil üretim tesisinde yürütüldü.
Orada geliştirilen işleme teknolojisi, sisteme kirlilik sokmadan kobalt ve lityumun neredeyse %100'ünün katottan sızmasını sağlar. Ayrıca metal çözeltilerini diğer kalıntılardan etkili bir şekilde ayırma yeteneğine sahiptir. En iyisi, ikincil işlevi, genellikle asit seviyelerini dengelemek için karmaşık bir manuel işlem olan ek kimyasallar eklemeden birkaç saat içinde kobaltın %96'sından fazlasını geri kazanmaktır.
Baş araştırmacı Lu Yu, "Bu, bir çözüm sisteminin sızdırma ve işleme işlevlerini kapsadığı ilk sefer," dedi. "Kobaltın daha fazla bozulma olmadan çökeldiğini ve yerleştiğini bulmak ilginçti. Bunu beklemiyorduk."
Ek kimyasallara olan ihtiyacın ortadan kaldırılması maliyetleri düşürür ve yan ürün veya ikincil atık oluşumunu önler. Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'ndaki Elektrifikasyon Bölümü'nün kurumsal araştırmacısı ve direktörü Ilyas Belharouaq, "Bilim insanlarımız tarafından geliştirilen bu geri dönüşüm sürecinin kritik pil malzemelerinin daha geniş bir şekilde geri dönüştürülmesinin önünü açabileceği için heyecanlıyız" dedi.
Bai, sitrik asit ve etilen glikolün sızdırma özelliklerinin daha önce de araştırıldığını ancak bu yöntemin daha fazla asit ve daha düşük sıcaklıklar kullandığını ve daha az etkili olduğunu söyledi.
Bai, "Çözeltiden ne kadar çabuk çıktığına şaşırdık," dedi. "Organik asitlerle genellikle 10 ila 12 saat sürer, ancak bu yalnızca bir saat sürdü." İnorganik asitler kullanan geleneksel çözümler ayrıca daha yavaştır çünkü kaynama noktası reaksiyon sıcaklığını sınırlayan su içerirler.
Daha fazla bilgi: Lu Yu ve diğerleri, Basitleştirilmiş katot geri dönüşümü için verimli ayırma ve eş çöktürme, Enerji Depolama Malzemeleri (2023). DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103025
Bir yazım hatası, yanlışlık ile karşılaşırsanız veya bu sayfadaki içeriği düzenleme talebinde bulunmak isterseniz lütfen bu formu kullanın. Genel sorular için lütfen iletişim formumuzu kullanın. Genel geri bildirim için aşağıdaki genel yorumlar bölümünü kullanın (yönergeleri izleyin).
Geri bildiriminiz bizim için çok önemlidir. Ancak, çok sayıda mesaj olması nedeniyle kişiselleştirilmiş bir yanıt garanti edemiyoruz.
E-posta adresiniz yalnızca alıcılara e-postayı kimin gönderdiğini bildirmek için kullanılır. Ne adresiniz ne de alıcının adresi başka bir amaç için kullanılmayacaktır. Girdiğiniz bilgiler e-postanızda görünecek ve Tech Xplore tarafından hiçbir biçimde saklanmayacaktır.
Bu web sitesi gezinmeyi kolaylaştırmak, hizmetlerimizi kullanımınızı analiz etmek, reklam kişiselleştirme verilerini toplamak ve üçüncü taraflardan içerik sağlamak için çerezler kullanır. Web sitemizi kullanarak Gizlilik Politikamızı ve Kullanım Şartlarımızı okuduğunuzu ve anladığınızı kabul edersiniz.