Un proces simplu, eficient și prietenos cu mediul are ceea ce este necesar pentru a revoluționa reciclarea bateriilor litiu-ion uzate. Are nevoie de acid citric ca singura substanță chimică și poate recupera aproape 100% din metalele din baterii.
Ca urmare a tranziției energetice globale, nevoia de baterii litiu-ion crește enorm. Agenția Internațională pentru Energie (IEA) estimează patru terawatt-oră (TWh) în 2025 și aproape 7 TWh în 2030. Resursele pentru aceasta sunt limitate și, în mod corespunzător, costisitoare, iar bateriile aruncate au, de asemenea, un impact major asupra mediului. Prin urmare, reciclarea eficientă și durabilă a bateriilor devine din ce în ce mai importantă.
Cu toate acestea, majoritatea proceselor actuale eșuează din cauza consumului mare de energie, a calității scăzute a materialului sau a tehnologiei complicate și costisitoare. Mulți generează și deșeuri toxice. O metodă alternativă promițătoare vine acum din China, țara în care sunt fabricate aproximativ trei sferturi din bateriile litiu-ion. Procesul a fost dezvoltat de o echipă condusă de Miaomiao Zhou de la Universitatea Chineză de Mining și Tehnologie din Beijing. Studiul oamenilor de știință a fost publicat în „Angewandte Chemie”.
Leșierea a fost până acum complexă și dăunătoare mediului
Procesul se bazează pe așa-numita leșiere acidă. Metalele valoroase litiu, nichel, cobalt și mangan, care se găsesc în electrozi, sunt îndepărtate din bateriile zdrobite într-o baie de acid. Acizii anorganici precum acidul azotic sau clorhidric sunt adesea folosiți în acest scop. Recent, au fost folosiți și acizi organici precum acidul citric, care sunt mai puțin corozivi și nocivi pentru mediu.
În general, leșierea cu acid citric a fost până acum foarte complexă și nu foarte ecologică, deoarece sunt necesare cantități mari de acid și amoniac suplimentar pentru a regla valoarea pH-ului soluției. Noul proces, pe de altă parte, nu necesită substanțe chimice suplimentare și necesită mult mai puțin acid citric.
Recuperare aproape 100%.
„Strategia noastră reprezintă o dublă descoperire, deoarece simplifică procesul și, în același timp, îl face mai prietenos cu mediul”, a spus revista de știință „Scinexx.de”, citat de Zhou și echipa sa. „Metoda necesită doar un pas, iar consumul de energie și emisiile de CO2 reprezintă doar 26 sau 44 la sută din procesele hidrometalurgice tradiționale”. Eficiența recuperării metalelor este de peste 99 la sută, spune chimistul.
Acesta este modul în care funcționează: doar două dintre cele trei grupe de acizi din acidul citric reacționează. Protonii eliberați rup legăturile litiu-oxigen. De asemenea, legăturile dintre alte metale și oxigen se descompun. Nichelul, cobaltul și manganul se dizolvă și formează complexe stabili cu anionii de acid citric. A treia grupare acidă reacționează într-un inel pentru a forma un poliester care se gelifică și poate fi ușor separat. Gelul este încălzit și porțiunea organică este arsă. Ceea ce rămâne este o rețea stratificată cu ioni de litiu încorporați care poate fi utilizat direct pentru a produce noi electrozi.
