Литийионные аккумуляторы использовали повторно вместо утилизации
Американские ученые разработали новую технологию безопасной и эффективной переработки аккумуляторных батарей, без которых не обходятся сегодня ни многие виды бытовой техники, ни смартфоны, ни электротранспорт. В отличие от традиционных способов, этот метод позволил извлечь более 92 процентов наиболее ценных материалов — соединений никеля, кобальта и марганца — и превратить их в высокопроизводительные катодные порошки для дальнейшего использования.
Переработка литийионных аккумуляторов — часть их жизненного цикла. Но этот процесс, как правило, энергоемкий и небезопасный для окружающей среды, поскольку при переработке могут выделяться токсичные соединения. Спрос на батареи растет из года в год, сырье требуется для производства электроники и электромобилей, а значит, увеличивается и объем отслуживших свой срок аккумуляторов.
Особенную ценность среди компонентов представляют катодные материалы — оксид лития и кобальта (LiCoO 2 (LCO)) и оксиды лития, никеля, кобальта и марганца (LiNi 1-xy Co x Mn y O 2 (NMC)) из-за их сложной структуры и высокой стоимости. В научной статье, опубликованной в журнале Energy Storage Materials, изобретатели новой технологии привели такие данные: переработка от пяти до 15 тонн отработанных литийионных аккумуляторов может дать одну тонну кобальта необходимого качества, что сопоставимо с объемом, извлеченным из 300 тонн сырой руды.
Сегодня в промышленности для этого применяют пирометаллургические и гидрометаллургические методы, при которых ценные металлы повторно получают либо путем высокотемпературного сжигания, либо за счет экстенсивного химического выщелачивания. Продемонстрировав определенную эффективность, эти технологии отличаются низкой энергоэффективностью, неполным извлечением материалов и образованием опасных побочных продуктов. А методы прямой переработки, включающие сортировку и восстановление катодных материалов, пока используются в основном в лабораторных условиях. При этом большинство исследований сосредоточено на регенерации исходного порошка с низким содержанием никеля, хотя на рынке появляется все больше составов, богатых им. Именно это вещество влияет на производительность, срок службы и энергоемкость батарей.
Чтобы получить из обедненного катодного порошка (NMC111 и LMO) промежуточный сульфат никеля (NiSO 4), а затем богатое никелем вещество (LiNi 0,83 Mn 0,06 Co 0,11 O 2 (83Ni)), американские исследователи ввели замкнутый цикл процесса переработки, объединивший преимущества гидрометаллургической и прямой технологии.
Смешанные отработанные литийионные аккумуляторы сначала подвергали резке, измельчению и просеиванию. Катодный порошок, а также углерод и графит затем собирали для выщелачивания, в процессе которого для растворения катодных материалов использовали раствор, содержащий серную кислоту (H₂SO₂) и перекись водорода (H₂O₂). Концентрации переходных металлов и других примесей количественно анализировали, а переработанный 83Ni прошел все стандартные отраслевые испытания, показав производительность наравне с первичным веществом.
Аккумуляторы, изготовленные из полученного катодного материала, работали почти так же эффективно, как новые, достигая емкости 2100 миллиампер-часов и сохраняя 85 ее процентов после 867 циклов зарядки. Сам процесс переработки позволил извлечь 92,31 процента никеля, кобальта и марганца, а также снизил на 8,6 процента потребление энергии в сравнении с обычными гидрометаллургическими методами и сократил выбросы углерода на 13,9 процента.
Такой универсальный метод апсайклинга, или вторичного использования смешанного сырья, значительно снизил зависимость от первичных ресурсов и продемонстрировал максимальную рентабельность, а также повысил устойчивость и экологичность производства аккумуляторов.
Telegram 
Дзен 
VK Исследователи опросили более 60 тысяч испытуемых из разных стран и выяснили: чем больше человек зациклен на себе, тем холоднее он к своему партнеру. Правда, снижение накала страстей не всегда плохо, у этого есть и положительные стороны.
Во время раскопок в римском лагере в Йорке (Англия) нашли стеклянную колбу, поразительно напоминающую древнеегипетские флаконы для кохля — традиционную черную подводку для глаз. Не исключено, что это средство макияжа пользовалось популярностью и у римских солдат.
В популярной литературе сверхмассивные черные дыры чаще всего представляют как разрушители звезд и планет. Авторы новой работы попробовали рассчитать, что на самом деле происходит в окрестностях таких объектов и пришли к противоположному выводу.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
Исследователи опросили более 60 тысяч испытуемых из разных стран и выяснили: чем больше человек зациклен на себе, тем холоднее он к своему партнеру. Правда, снижение накала страстей не всегда плохо, у этого есть и положительные стороны.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии