Диджитал Литиевые батареи можно не выбрасывать: придумали, что с ними делать после выхода из строя
Проблема того, что делать с литиевыми аккумуляторами после окончания срока их эксплуатации, является одной из самых актуальных для современной техники. Ведь такие батареи используются практически во всех гаджетах, а литий при этом дорогой, и его сложно очищать.
Решение нашлось в виде реактора нового поколения, который сможет извлекать литий из отработанных аккумуляторов, пишет interestingengineering.com. При этом литий можно будут извлечь с минимальными потерями – на 90%, и, к тому же, практически чистый (показатель чистоты – 99%).
Издание отмечает, что авторами разработки выступили инженеры из Университета Райса (США), и что это большой шаг вперед: сегодня переработка литиевых батарей в основном осуществляется с помощью нагревания или использования агрессивных химических веществ. В результате получается карбонат лития, который надо еще преобразовать в гидроксид лития, и лишь потом его можно будет использовать повторно.
Відео дня
Группа ученых взялась за решение этой проблемы, причем сформулировала задачу максимально четко. "Мы задали простой вопрос: если зарядка аккумулятора вытягивает литий из катода, почему бы не использовать ту же реакцию для вторичной переработки?" – пояснила одна из участниц исследования.
Стратегия, которую избрали американские инженеры, заключалась в перезарядке отработанных катодных материалов с целью извлечения ионов лития в воду, где они бы мгновенно соединялись с гидроксидом и образовывали готовый к использованию в аккумуляторах гидроксид лития.
Как работает новая технология
Система основана на принципе работы действующего аккумулятора. При протекании тока ионы лития покидают катод. Реактор Райса использует эту реакцию на отходах аккумулятора, таких как литий-железо-фосфат.
Тонкая катионообменная мембрана направляет ионы лития в движущийся поток воды. На противоэлектроде вода расщепляется, образуя гидроксид. Литий и гидроксид встречаются в потоке воды и образуют очень чистый гидроксид лития, причем все это происходит без использования дополнительных химикатов.
В ходе эксперимента реактор прошел 1000-часовое испытание на прочность и обработал 57 граммов промышленной черной массы от TotalEnergies. Он производил гидроксид лития с чистотой более 99% и поддерживал низкий уровень потребления энергии – от 103 до 536 килоджоулей на килограмм в зависимости от режима. Среднее восстановление лития составило около 90% за 1000 часов работы.
Этот подход хорошо адаптировался к различным химическим веществам, включая фосфат лития-железа, оксид лития-марганца и различные смеси никеля-марганца-кобальта.
Ранее стало известно, что литиевые аккумуляторы станут в разы дешевле и лучше. Речь тогда шла о разработке аккумуляторов нового поколения на основе оксида лития-марганца.
