隨著電動(dòng)汽車(chē)、手機(jī)和其他電子設(shè)備的增多,廢舊鋰離子電池過(guò)剩的問(wèn)題不斷加重。萊斯大學(xué)(Rice University)研究人員找到一種方法,有利于解決這一問(wèn)題。據(jù)外媒報(bào)道,萊斯材料科學(xué)家 Pulickel Ajayan及其同事,研發(fā)一種由氯化膽堿和乙二醇制成的環(huán)保低共熔溶劑,能夠從常見(jiàn)的鋰離子電池正極金屬氧化物中,提取90%以上的鈷。研究人員說(shuō),他們的目標(biāo)是簡(jiǎn)化電池回收工藝,讓它們遠(yuǎn)離垃圾場(chǎng)。
萊斯大學(xué)研究生、研究報(bào)告主要作者Kimmai Tran說(shuō):“以前有人嘗試過(guò)用酸來(lái)做實(shí)驗(yàn),雖然頗為有效,但具有腐蝕性,而且不環(huán)保,其他實(shí)驗(yàn)方法也有缺點(diǎn)??偟膩?lái)說(shuō),回收鋰離子電池通常費(fèi)用很高,而且存在風(fēng)險(xiǎn)。這種低共熔溶劑的優(yōu)點(diǎn)在于,能夠溶解多種金屬氧化物。它實(shí)際上是由雞飼料添加劑和普通的塑料前體組成的,在室溫下將它們混合在一起,會(huì)形成透明、相對(duì)無(wú)毒的溶液,具有較好的溶解性能。”
低共熔溶劑是兩種或兩種以上化合物的混合物,在比各自前體低得多的溫度下凝固。她說(shuō),用這種方法,可以從簡(jiǎn)單的固體組合中獲得液體。Tran說(shuō):“冰點(diǎn)和熔點(diǎn)的大幅度下降,是由于不同化學(xué)物質(zhì)之間形成的氫鍵造成的。通過(guò)選擇合適的前驅(qū)體,可以制出有趣的廉價(jià)‘綠色’溶劑。”
研究人員制造了小型原型電池。實(shí)驗(yàn)證明,該溶劑能夠溶解鈷和鋰,同時(shí)將金屬氧化物與電極中的其他化合物分離。他們發(fā)現(xiàn),鈷可以通過(guò)沉淀甚至電鍍從共晶溶液中回收到鋼網(wǎng)中,后一種方法使低共熔溶劑本身可能被再利用。
阿爾貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員、萊斯的校友Marco Rodrigues表示:“我們專(zhuān)注于鈷。鋰也很有價(jià)值,但鈷不僅在環(huán)境上稀缺,從社會(huì)角度來(lái)看,也很難獲取。”他指出,美國(guó)能源部正在加大推進(jìn)電池回收技術(shù),最近還宣布成立一個(gè)鋰離子電池回收中心,前進(jìn)的道路需要繼續(xù)努力。