Группа химиков из Франции и Сингапура разработала сравнительно дешевую технологию переработки литий-ионных аккумуляторов, позволяющую добывать из батарей ценные металлы при помощи лимонной кислоты и восстановителя из экстракта апельсиновой кожуры. Статья, посвященная этой разработке, была опубликована в журнале Environmental Science & Technology.
Человечество все более активно использует литий-ионные аккумуляторы во всех сферах жизни, однако переработка отслуживших срок батарей представляет собой непростую задачу. Так, даже в Евросоюзе сейчас перерабатывается лишь 5% старых литий-ионных батарей, хотя из них можно получать ценные металлы: литий, кобальт, марганец и никель.
Проблема заключается в том, что дешевого, экологичного и безопасного способа выделения металлов из литий-ионных аккумуляторов пока не существует. Металлы можно восстанавливать так называемым пирометаллургическим способом: длительным нагревом до температуры 500 градусов Цельсия и выше, которое требует больших затрат энергии. Другой вариант предусматривает использование сильных неорганических кислот в сочетании с восстановителем, в качестве которого используется перекись водорода. Этот процесс протекает при более низкой температуре, но в результате образуется много вредных побочных продуктов, включая оксиды серы и азота, а также газообразный хлор. Наконец, выделение металлов при помощи слабых неорганических кислот отличается низкой эффективностью для промышленного применения, пишет N+1.
Предложенный исследователями способ предусматривает использование лимонной кислоты, а в качестве восстановителя ученые использовали экстракт апельсиновой кожуры, восстановительные свойства которой хорошо известны, но не до конца изучены. В ходе испытаний на батареях химики перерабатывали старые литий-ионные аккумуляторы с напряжением единичного элемента от 3,1 до 3,4 вольта, предварительно полностью их разрядив.
В результате исследователи смогли извлечь из аккумуляторов 98,9% кобальта, 72,5% лития, 98,2% никеля и 99,8% марганца. Таким образом, за исключением лития все показатели оказались выше по сравнению с использованием в качестве восстановителя перекиси водорода.
Полученный в результате переработки оксид кобальта химики смешали с карбонатом лития и прокалили при температуре 850 градусов Цельсия, чтобы получить смешанный оксид лития кобальта, из которого после этого удалось изготовить катоды для новых литий-ионных аккумуляторов. Все побочные продукты процесса оказались нетоксичными.
О сроках и перспективах промышленного внедрения новой методики переработки батарей не сообщается.
