استخراج ۹۹ ۹۹ درصد لیتیوم از باتری های قدیمی با آمینواسید
پارسی کاو: دانشمندان چینی با بهره گیری از یک روش پیشگامانه و سازگار با محیط زیست با کمک اسیدآمینه و باتری های میکرو به بازیابی 99.99 درصدی لیتیوم رسیدند.
به گزارش پارسی کاو 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 تامین می کنند. با این وجود، با افزایش تقاضا، مشکل زباله های الکترونیکی نیز بیشتر می شود.
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 صورتیکه استخراج لیتیوم جدید و سایر فلزات، موجب تحلیل منابع طبیعی شده و به اکوسیستم ها لطمه می رساند.
برای رسیدگی به این مسائل، تعدادی از محققان چینی روش بازیافت ایمن تر و پایدارتری را توسعه داده اند که نیاز به اسیدهای خشن را با بهره گیری 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. بیشتر روش های بازیافت فعلی نیازمند استفاده از اسیدهای قوی یا آمونیاک برای استخراج این فلزات هستند و این فرآیندها می توانند به محیط زیست لطمه 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، پژوهشگران 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 برای مساعدت با استخراج فلزات بود. این ترفندها امکان بازیابی فلزات باارزش را بدون استفاده از مواد شیمیایی خشن فراهم می آورد.
نقش کلیدی اسید آمینه در بازیافت پایدار
گلیسین، یک اسید آمینه رایج است که نقش برجسته ی در این پروسه ایفا می کند. این ماده به عنوان 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 پروسه 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.
بجای ایجاد محصولات جانبی سمی، می توان از آن به عنوان کود بهره برد و زباله های شیمیایی را به یک محصول کشاورزی مفید تبدیل کرد. این بدان مدلول است که نه فقط گلیسین، پروسه بازیابی فلز را بهینه می کند، بلکه تضمین می نماید که هر بخش از پروسه به پایداری بیشتر کمک می نماید. یک کشف کلیدی در این تکنیک 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.
پژوهشگران 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 به عنوان یک آند عمل می کند، در صورتیکه ماده باتری به عنوان یک کاتد عمل می کند.
در این واکنش آهن (II) به آهن (III) تبدیل می شود در صورتیکه 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 پروسه نه فقط سریع و کارآمد است، بلکه ضایعات مضر را نیز از بین می برد.
کارایی خیره کننده در بازیافت باتری
نتایج این تکنیک فراتر از چشم گیر است. تنها در ۱۵ دقیقه می توان 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 نیز می توان به عنوان 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