Апельсиновые корки помогут экологично перерабатывать литиевые аккумуляторы
Повторное использование редких металлов, которые никуда не деваются из отработанных литийсодержащих аккумуляторов, становится все более и более насущным вопросом. Серьезным минусом в переработке б/у батарей остаются крайне вредные техпроцессы, в ходе которых выделяется масса токсичных веществ. Удивительно, но всю вредную химию можно заменить высушенными апельсиновыми корками, что доказали ученые из Сингапура.
Традиционный техпроцесс переработки отработанных литиевых батарей предполагает нагрев и плавление при температуре свыше 500 ºC. Это требует высочайших энергетических затрат и сопровождается выбросом токсичных газов. В качестве замены ему предложена более чистая технология. Она заключается в измельчении батарей и последующем осаждении металлов в жидкой среде? в подогретой смеси кислот и перекиси водорода. Это называется гидрометаллургия, и она пока находится в стадии экспериментов.
В предложенном виде гидрометаллургия тоже не сахар. Особенно в промышленных масштабах, если до такого дойдет. Другое дело, если кислоты заменить чем-то экологически чистым. Чем? Например, апельсиновыми корками, в которых содержатся сахара и кислоты, необходимые для реакции с осаждением металлов.
Использовать апельсиновые корки в качестве реагента предложили ученые из Сингапурского технологического университета Наньян. Кожура этих цитрусовых сушилась и затем измельчалась в порошок. На основе порошка была создана смесь для осаждения металлов в сочетании с лимонной кислотой также извлеченной из цитрусовых. Плюс перекись водорода.
В ходе эксперимента, данные о котором опубликованы в издании Environmental Science & Technology, ученые извлекли из бывших в употреблении аккумуляторов около 90 % лития, кобальта, никеля и марганца. Это примерно столько же, сколько этих материалов извлекается в процессе традиционной "токсичной" переработки. Только после "цитрусовой" переработки отходы были нетоксичны.
"Ключ кроется в целлюлозе, содержащейся в апельсиновой цедре, которая превращается в сахар под действием тепла в процессе экстракции",? говорит доцент Далтон Тэй (Dalton Tay), один из руководителей исследования. "Эти сахара улучшают извлечение металлов из отходов аккумуляторных батарей. Природные антиоксиданты, содержащиеся в апельсиновой корке, такие как флавоноиды и фенольные кислоты, также могут способствовать этому улучшению".
Из полученных в процессе переработки б/у-батарей металлов ученые сделали новый аккумулятор, который по характеристикам не уступал обычным новым литийионным аккумуляторам. В настоящее время проводятся дальнейшие испытания, чтобы убедиться, что новые батареи прослужат сопоставимое количество циклов зарядки/разрядки.
