♻Китайские ученые разработали метод переработки лития из отработанных аккумуляторов с использованием CO2

Новый способ позволяет извлекать литий с эффективностью более 95 % в щадящих условиях.

Исследование, недавно опубликованное в журнале Nature Communications, описывает инновационный «газифицированный» метод, в котором используются только углекислый газ и вода. Этот подход позволяет не только извлекать литий, но и превращать другие металлы в ценные катализаторы, улавливая при этом углекислый газ.

«Литий-ионные аккумуляторы обычно приходят в негодность через пять-восемь лет, поэтому их переработка необходима для сохранения стратегических металлов, таких как литий, кобальт и никель, а также для предотвращения загрязнения окружающей среды и снижения рисков для безопасности», — сказал Сунь Чжи, профессор Института технологических процессов Китайской академии наук и автор исследования.

Традиционные методы переработки часто требуют большого количества энергии и химикатов, приводят к загрязнению окружающей среды, включают в себя сложные процедуры и позволяют получать малоценные продукты. К таким методам относятся пирометаллургические процессы, требующие длительной плавки при температуре выше 1000 °C, и гидрометаллургические процессы, включающие в себя множество химических этапов, в результате которых часто образуются сточные воды и опасные отходы.

Чтобы решить эти проблемы, исследовательская группа разработала метод, в котором в качестве единственного реагента используется углекислый газ. Они измельчают катодный материал из отработанных аккумуляторов, чтобы разрушить его кристаллическую структуру, в результате чего атомы лития мигрируют на поверхность частиц и образуют слой с высоким содержанием лития, а другие металлы, такие как никель и кобальт, остаются в кристаллической структуре. Такое разделение повышает эффективность извлечения лития.

Затем ученые замачивают материал в воде и добавляют углекислый газ — процесс, похожий на производство газированных напитков. Ионы водорода, содержащиеся в растворенном углекислом газе, вступают в реакцию с литием, превращая его в раствор бикарбоната лития, при этом другие металлы остаются неизменными.

Нагревая раствор бикарбоната лития, ученые получают карбонат лития — ключевой материал для литиевых батарей — чистотой более 99,5 %. Твердый остаток, оставшийся после извлечения лития, не является отходом. Он имеет уникальную структуру, которая делает его высокоэффективным катализатором, сохраняющим стабильность в течение более 200 часов работы.

Исследователи в ближайшем будущем планируют изучить возможность непосредственного использования в этом процессе промышленных дымовых газов с низким содержанием углекислого газа, что еще больше повысит его экологическую и экономическую эффективность.

Читайте также: в Южной Корее запустили масштабную программу по сбору и переработке электронных сигарет через почтовые ящики.