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电池回收新突破!超声波技术使金属提取时间减少50%,回收率达97%

前瞻网    2021-10-15 09:15

 

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超声波技术由于其高频特性而被广泛应用于医学、工业等众多领域。这项被准父母称为第一次看到自己孩子的技术,可以在极低频率下用于一个完全不同的目的。来自瑞典的研究人员表示,首次通过超声波技术,从电动汽车的镍锰钴(NMC)电池中提取到有价值的金属——这是对电池回收过程的重大贡献。

研究中的这种新方法,不仅将超声波技术加入从被破坏的电池中提取金属离子的过程,而且还提供了一种替代目前使用的有害浸出剂(如硫酸)的方法。研究人员表示,这种新方法的提取时间减少了50%,并且增加了锂、钴、锰和镍等金属离子的回收。

超声波清洗器(Ultrasonic bath)以极高的频率发送机械压力波。在这种情况下,研究人员使用了40kHz的频率,即一种远远超出人类听力范围的音调。这些波产生的微气泡会塌陷,产生近5000摄氏度的局部温度,并产生高活性的自由基。由此产生的搅动增加了电池金属中的质量转移,以至于不再需要苛刻的化学品来提取金属。相反,可以使用更温和、对环境安全的酸,如柠檬酸和醋酸。

研究的新方法平均实现了97%的金属离子回收率,这比相同条件下只使用机械搅拌的金属离子回收率要高得多。钴和镍的回收率最高,达到99%以上,而锂和锰的回收效率为94%至96%。

通过这项超声波技术,有望逐步消除以往对化学品的需求,例如几乎无法处理的强酸。研究人员表示,下一步是进一步优化超声波,例如,使用不同的强度和频率,以达到更快地提取宝贵的电池金属。

研究人员认为,未来可持续电池市场的一个基石将是资源效率高的金属回收,允许原材料的持续供应。其好处将超越汽车的电气化,扩展到无数依赖可持续能源储存的系统——从手机到电网。

题为Ultrasound-assisted extraction of metals from Lithium-ion batteries using natural organic acids的研究论文发表在《绿色化学》杂志上。

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责任编辑: 4150ZYN

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