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廢舊鋰電池回收有了綠色新技術(shù)

2025-02-07 11:05  來源:科技日報(bào)  瀏覽:  

合肥2月6日電 6日,記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)了解到,該校陳維教授課題組首次提出一種基于電化學(xué)原理的綠色可持續(xù)廢棄物回收管理策略,能夠同時實(shí)現(xiàn)廢舊鋰離子電池正極材料中的鋰資源回收和工業(yè)尾氣中氮氧化物污染物的捕獲和轉(zhuǎn)化。研究成果于日前發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《自然·可持續(xù)發(fā)展》上。

據(jù)研究團(tuán)隊(duì)介紹,他們在研究中巧妙設(shè)計(jì)了一種無能量消耗的回收方法。該方法利用尾氣中二氧化氮的電化學(xué)還原電位與廢舊電池正極材料的電化學(xué)氧化電位差,不僅成功回收廢舊電池正極材料中的鋰資源,還將二氧化氮轉(zhuǎn)化為高價值的硝酸鋰鹽。與此同時,這一過程還能實(shí)現(xiàn)大量的能量輸出,為鋰回收與污染物治理提供了一種高效、環(huán)保且具有經(jīng)濟(jì)價值的全新解決方案。

“具體來說,鋰離子將自發(fā)地從廢舊鋰電池正極材料中脫出,并進(jìn)入電解液,而另一側(cè)的二氧化氮則會被還原為亞硝酸根。兩者結(jié)合形成的亞硝酸鋰為直接的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物,同時產(chǎn)生約0.4V的輸出電壓。電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物亞硝酸鋰則會被空氣中的氧氣進(jìn)一步氧化,成為更加穩(wěn)定的硝酸鋰產(chǎn)物。”陳維說。

在此基礎(chǔ)上,團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步分析了研究提出的回收策略與傳統(tǒng)回收策略在經(jīng)濟(jì)和環(huán)保等方面的優(yōu)劣。針對電池回收工藝中各主要回收步驟的能耗、二氧化碳排放以及成本收益等方面進(jìn)行的系統(tǒng)性核算顯示,研究團(tuán)隊(duì)提出的回收工藝在能耗和二氧化碳排放量上遠(yuǎn)低于目前主流的回收策略,表明該策略在綠色可持續(xù)經(jīng)濟(jì)上具有絕對的領(lǐng)先優(yōu)勢。據(jù)成本收益計(jì)算結(jié)果分析,該策略也優(yōu)于傳統(tǒng)回收策略。

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