環保無毒鋰電回收技術登場,神奇溶液可捕獲 90% 鈷

作者 | 發布日期 2019 年 04 月 08 日 13:59 | 分類 生態保育 , 能源科技 , 電池 follow us in feedly

隨著鋰離子電池使用量與日俱增,鋰電池回收儼然成為各國面對的難題,對此,美國萊斯大學研發出全新的方法,運用環保且可變色的神奇溶液,順利從電池粉末採集 90% 以上的貴金屬鈷,致力不讓廢棄電池造成金屬浪費與環境污染。




有別於目前鋰電池採用的火法冶煉跟濕式處理等回收方法,萊斯大學化學團隊是用溶液來吸收電池粉末中的金屬材料,團隊指出,火法冶煉工藝需要在極端溫度下才能將材料壓碎與混合,那些有害氣體便是一大挑戰,濕法冶金則需要腐蝕性化學品;而若要用其他的溶液解決方案,也得在高溫環境以及需要其他溶劑輔助。

論文主要作者 Kimmai Tran 表示,雖然酸性溶液採集效果非常棒,但是酸性溶液腐蝕性高,一點也不環保,因此整體來說,目前鋰電池回收方法成本相當高,對於工作人員來說也不是個安全的工作環境,萊斯團隊希望能進一步降低電池回收的工藝複雜性。

先前該團隊在進行電容電解質實驗時,發現他們研發的深共熔溶劑(deep eutectic solvents,DES)會溶解超級電容中的金屬氧化物,這讓他們開始認為該 DES 或許可以應用在電池回收技術。

其中 DES 是近年來備受看好的無毒、無揮發性、黏度高液體,具生物分解性且多用途優勢,跟傳統溶劑相比較的話,DES 則存有製造簡易、低成本與有機特性,基本上可以兼顧環保與經濟效益。

萊斯化學團隊的 DES 是由氯化膽鹼和乙二醇液體組成,Tran 指出,基本上該材料就是雞飼料添加劑與商用塑膠前體(plastic precursor),只要讓這兩種材料在室溫下混合,就可以變成一種透明、相對無毒的溶液,而它的最大優點則在於:可以溶解各種金屬氧化物。

團隊指出,科學家發現可以用 DES 的沉澱或電鍍法來回收鈷,其中若使用電鍍法,將能重複使用 DES。目前該團隊也已實際測試 DES 的捕獲效率,發現一旦吸收到金屬鈷,溶液就會變成美麗的祖母綠色,而在 180°C 溫度下,可以提取 90% 鋰離子,若環境跟條件符合也能採集 99% 鈷離子。

有鑑於電動車與儲能系統前景樂觀,未來鋰離子電池需求量還會逐年增加,這讓鋰跟鈷等重要元素之後可能會面臨供應緊缺的問題,Tran 表示,雖然 DES 是新技術,現在還無法完全回收金屬、以取代現有採礦技術,但隨著繼續探索新型 DES,未來將會推出更環保的回收電池方法。

(首圖來源:萊斯大學

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