Cercetătorii de la Universitatea din Leicester au dezvoltat o modalitate inovatoare de a recupera oxizi metalici valoroși din bateriile zdrobite prin utilizarea nanoemulsiilor create dintr-o urmă de ulei de gătit în apă. O lucrare cu acces deschis despre munca lor este publicată în revista RSC Sustainability.
Cercetările au arătat că utilizarea ultrasunetelor poate crea nano-picături de ulei care sunt stabile timp de săptămâni. S-a descoperit că nano-picăturile de ulei purifică deșeurile de baterii cunoscute în mod obișnuit sub numele de „masă neagră”, deoarece conține un amestec de carbon (grafit) și oxizi valoroși de litiu, nichel și cobalt metalic (NMC). Nano-picăturile de ulei se lipesc de suprafața carbonului, acționând ca un „clei” pentru a lega particulele hidrofobe de grafit împreună pentru a forma conglomerate mari de ulei-grafit care plutesc pe apă, lăsând neatinse oxizii metalici de litiu valoroși și hidrofili. Conglomeratul ulei-grafit poate fi pur și simplu îndepărtat, lăsând oxizi de metal pur.
Tehnicile actuale de reciclare folosesc o combinație de tratament termic în cuptor pentru a arde grafitul nedorit, crescând astfel amprenta CO 2 a lanțului valoric EV, precum și acizii corozivi concentrați care preiau oxizi metalici valoroși de calitatea bateriei până la materialele precursoare ale bateriei cu valoare mai mică din care a fost fabricată pentru prima dată bateria.
Tehnica de emulsie dezvoltată de Leicester permite reciclarea în buclă scurtă a bateriilor litiu-ion. Structura cristalină de calitate baterie a materialului recuperat nu este distrusă în acest proces și permite remanufacturarea materialului recuperat direct înapoi în celule noi de baterie, spre deosebire de metodele piro/hidrometalurgice. Acest lucru ar putea face ca lanțul de aprovizionare cu baterii să fie mai durabil și mai ieftin.
Utilizarea bateriilor pentru vehiculele electrice și stocarea energiei duce la un viitor durabil doar dacă calea de reciclare este ecologică și eficientă din punct de vedere al costurilor. La nivel global, există aproximativ 40 de milioane de vehicule electrice (EV) și există aproximativ 10 miliarde de telefoane mobile active, laptopuri și tablete în întreaga lume, toate alimentate cu baterii litiu-ion. Cu toate acestea, lipsa reglementărilor înseamnă că pachetele de baterii litiu-ion nu sunt proiectate pentru a fi reciclate.
Resurse
- Chunhong Lei, Karl S. Ryder, Andrew P. Abbott și Jake M. Yang (2025) Utilizând nano-emulsii cu ultrasunete ulei-apă pentru a purifica masa neagră a bateriei cu litiu-ion
