Materialer i lithium-ion-batterier kan genbruges til genbrug

Kina forventer at generere 2,5 milliarder udtjente lithium-ion-batterier fra bærbar elektronik som smartphones og bærbare computere i 2020, men meget få genbruges. Selvom disse batterier kasseres, metallerne inde i dem er stadig værdifulde.

Et team af forskere, ledet af Zhen (Jason) He ved Washington University i St. Louis, udvikler en metode til genbrug af batteriernes materialer til genbrug af deres værdifulde forbindelser. Han, professor i energi, miljø- og kemiteknik i McKelvey School of Engineering, og kolleger ved Shanghai Jiao Tong University i Kina og ved Virginia Polytechnic Institute og State University gennemførte en forundersøgelse for elektrokemisk "genopfyldning" af lithium-ion-batterier i de brugte elektroder for at regenerere nyttige forbindelser, såsom lithiumkoboltoxid.

Resultaterne blev offentliggjort som den supplerende omslagshistorie i 10. august -udgaven af ACS Bæredygtig kemi og teknik .

Brugte lithium-ion-batterier indeholder værdifulde metaller, såsom lithium, kobolt, nikkel, kobber, aluminium og jern, samt giftige materialer, såsom lithiumhexafluorphosphat og polyvinylidenfluorid. Litium er en kritisk mineralressource med en begrænset reserve, så genbrug af materialet kan afhjælpe manglen samt minimere miljøforurening.

"Da 95% af materialerne stadig er der og kan bruges, vi ville se, om vi kunne regenerere de komplette litiumkoboltoxidforbindelser direkte i stedet for at genvinde individuelle elementer og derefter sætte dem sammen til at være en nyttig forbindelse, "Han sagde." Vi brugte en elektrodepositionsproces, hvor vi aflejrede litiumionerne på affaldselektroderne drevet af den elektricitet, der skaber det elektriske felt til at absorbere ion på elektroden.

"Vi kan tilføje en ekstra mængde lithium-ion til affaldselektroden, og du får en komplet formel, der giver dig mulighed for at genbruge disse materialer. "

Fordi batterierne er billige, der er lidt incitament til at genbruge, så kun omkring 5% af litiumionbatterierne genbruges, Han sagde. Imidlertid, genvinding og genanvendelse af kritiske elementer såsom lithium vil spille en central rolle i bæredygtigheden af ​​ressourceforbruget i samfundet, Han fortsatte. Andre forskere har forsøgt forskellige metoder til at genbruge materialerne, herunder ekstraktion af materialerne separat ved mekaniske metoder. Men disse metoder kræver yderligere reagenser og kan generere sekundære forurenende stoffer.

Med de vellykkede resultater af denne forundersøgelse, Han og teamet planlægger at fortsætte bestræbelserne på at regenerere materialerne i lithium-ion-batterier og undersøge dets omkostningseffektivitet.