استخراج ۹۹ ۹۹ درصد لیتیوم از باتری های قدیمی با آمینواسید
لینک وبسایت: دانشمندان چینی با بهره گیری از یک روش پیشگامانه و سازگار با محیط زیست با کمک اسیدآمینه و باتری های میکرو به بازیابی ۹۹.۹۹ درصدی لیتیوم رسیدند.
به گزارش لینک وبسایت به نقل از ایسنا، باتری های لیتیوم یونی، انرژی وسایل مورد نیاز در زندگی روزمره ما از تلفن های هوشمند گرفته تا خودرو های الکتریکی را تأمین می کنند. با این وجود، با افزایش تقاضا، مشکل زباله های الکترونیکی هم افزایش خواهد یافت.
به نقل از آی ای، باتری های دور ریخته شده، مواد شیمیایی سمی آزاد می کنند که خاک و آب را آلوده می کنند، در حالیکه استخراج لیتیوم جدید و سایر فلزات، سبب تحلیل منابع طبیعی شده و به اکوسیستم ها صدمه می رساند.
برای رسیدگی به این مسائل، تعدادی از پژوهشگران چینی روش بازیافت ایمن تر و پایدارتری را توسعه داده اند که احتیاج به اسیدهای خشن را با استفاده از محلول خنثی از بین می برد.
روشی مطمئن تر برای استخراج فلزات
باتری های لیتیوم یون قدیمی حاوی فلزات ارزشمندی مانند لیتیوم، نیکل، کبالت و منگنز هستند که می توانند در باتری های جدید مورد استفاده مجدد قرار گیرند. اغلب روش های بازیافت فعلی نیازمند استفاده از اسیدهای قوی یا آمونیاک برای استخراج این فلزات هستند و این فرآیندها می توانند به محیط زیست صدمه بزنند.
روش جدید که توسط دانشمندان دانشگاه مرکزی جنوبی در چانگشا، دانشگاه گوئیژو و مرکز تحقیقات مهندسی ملی مواد ذخیره سازی انرژی پیشرفته توسعه یافته است، در سطح pH خنثی عمل می کند و آلودگی و خطرات ایمنی را می کاهد.
برای ایجاد این امکان، محققان دو ایده نوآورانه را با هم ترکیب کردند. یکی استفاده از «میکرو باتری های» کوچک برای تجزیه مواد باتری و دیگری افزودن اسید آمینه گلیسین جهت کمک به استخراج فلزات بود. این ترفندها امکان بازیابی فلزات پرارزش را بدون استفاده از مواد شیمیایی خشن فراهم می آورد.
نقش کلیدی اسید آمینه در بازیافت پایدار
گلیسین، یک اسید آمینه رایج است که اهمیت بالای ی در این فرایند ایفا می کند. این ماده بعنوان یک عامل اتصال عمل می کند و یون های فلزی مانند لیتیوم، نیکل، کبالت و منگنز را جذب می کند و از تشکیل محصولات جانبی ناخواسته جلوگیری می کند.
علاوه بر این، گلیسین یک محلول بافر طبیعی است که محلول را در pH خنثی نگه می دارد و فرایند را بسیار ایمن تر از روش های بازیافت سنتی مبتنی بر اسید می کند. اما شگفتی واقعی اینجاست که محلول گلیسین که بعد از استخراج فلز باقی می ماند جزو ضایعات نیست، بلکه یک منبع است.
به جای ایجاد محصولات جانبی سمی، میتوان از آن بعنوان کود بهره برد و زباله های شیمیایی را به یک محصول کشاورزی مفید تبدیل کرد. این بدان مفهوم است که نه تنها گلیسین، فرایند بازیابی فلز را بهینه می کند، بلکه تضمین می نماید که هر بخش از فرایند به پایداری بیشتر کمک می نماید. یک کشف کلیدی در این شیوه جدید، ایجاد «میکرو باتری های» کوچک در محلول بازیافت است. این باتری ها به تجزیه مواد باتری استفاده شده کمک می کنند و استخراج فلز را بسیار آسان تر می کنند.
محققان ذرات باتری قدیمی را با نمک آهن (II)، اگزالات سدیم و گلیسین در یک مایع خنثی مخلوط کردند. این یک لایه اگزالات نازک آهن (II) روی ذرات تشکیل می دهد که بعنوان یک آند عمل می کند، در حالیکه ماده باتری بعنوان یک کاتد عمل می کند.
در این واکنش آهن (II) به آهن (III) تبدیل می شود در حالیکه یون های اکسیژن موجود در مواد باتری به یون های هیدروکسید (OH–) تبدیل می شوند. این واکنش ساختار باتری را در هم می شکند و به لیتیوم، نیکل، کبالت و منگنز اجازه می دهد تا در محلول حل شوند. این فرایند نه تنها سریع و کارآمد است، بلکه ضایعات مضر را هم از بین می برد.
کارایی خیره کننده در بازیافت باتری
نتایج این شیوه فراتر از چشم گیر است. تنها در ۱۵ دقیقه میتوان ۹۹.۹۹ درصد لیتیوم، ۹۶.۸ درصد نیکل، ۹۲.۳۵ درصد کبالت و ۹۰.۵۹ درصد منگنز را از باتری های استفاده شده استخراج کرد.
محلول گلیسین باقی مانده را هم میتوان بعنوان کود بهره برد و ضایعات را کم کرد.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب