Litiumparistot, joita ei kierr\u00e4tet\u00e4 asianmukaisesti, voivat vapauttaa ymp\u00e4rist\u00f6\u00f6n myrkyllisi\u00e4 metalleja, jotka voivat joutua hengitettyn\u00e4 keuhkoihin ja aiheuttaa terveysongelmia, kuten syd\u00e4n- ja verisuonitauteja ja keuhkosairauksia.<\/p>\n
Suurin osa litiumparistoista kierr\u00e4tet\u00e4\u00e4n murskaamalla ne jauheeksi ennen kuin ne joko sulatetaan (pyrometallurgia) tai liuotetaan happoon (hydrometallurgia). Molemmat prosessit kuluttavat valtavia m\u00e4\u00e4ri\u00e4 energiaa ja p\u00e4\u00e4st\u00e4v\u00e4t samalla kasvihuonekaasuja ymp\u00e4rist\u00f6\u00f6n.<\/p>\n
Katodit ovat jokaisen litiumioniakun ytimess\u00e4, ja ne vastaavat sen j\u00e4nnitteest\u00e4 ja suorituskyvyst\u00e4. Laadukkaiden katodien tuottamiseksi materiaaleilla on oltava suuri huokoisuus (pinta-ala, jonka avulla litiumionit voivat liikkua anodin ja katodin v\u00e4lill\u00e4), joten huokoisemmat katodit merkitsev\u00e4t suurempaa energiavarastointikapasiteettia. Er\u00e4\u00e4ss\u00e4 tutkimuksessa havaittiin, ett\u00e4 kierr\u00e4tetty katodijauhe oli huokoisempaa kuin kaupallisesti valmistettu katodijauhe, mink\u00e4 vuoksi kierr\u00e4tysmateriaalia k\u00e4ytt\u00e4en kootut akut olivat suorituskyvylt\u00e4\u00e4n samankaltaisia kuin neitseellisist\u00e4 materiaaleista valmistetut akut.<\/p>\n
Nikhil Guptan johtamat tutkijat tekiv\u00e4t tutkimuksen Kalifornian yliopistossa Irviness\u00e4. Aiempaan ty\u00f6h\u00f6n perustuen, joka osoitti, ett\u00e4 kierr\u00e4tetyn katodimateriaalin k\u00e4ytt\u00e4minen voisi lis\u00e4t\u00e4 akun tehokkuutta ja pident\u00e4\u00e4 litiumioniakkujen k\u00e4ytt\u00f6aikaa, he k\u00e4yttiv\u00e4t uudenlaista prosessia tuottaakseen katodijauhetta, joka oli yli kolme kertaa huokoisempaa kuin perinteisell\u00e4 menetelm\u00e4ll\u00e4. Leikkaaminen, jauhaminen, happoliuotus, lajittelu hiukkaskoon ja kemian mukaan sek\u00e4 k\u00e4sittely johtavat kaikki korkean suorituskyvyn katodeihin, jotka sitten sekoitetaan nestem\u00e4isiin elektrolyytteihin ja k\u00e4sitell\u00e4\u00e4n ennen kuin ne sekoitetaan takaisin, jotta saadaan aikaan korkean suorituskyvyn katodit, jotka kest\u00e4v\u00e4t k\u00e4yt\u00f6ss\u00e4 pidemp\u00e4\u00e4n verrattuna perinteisiin tuotantomenetelmiin, joita k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n kierr\u00e4tysl\u00e4hteist\u00e4.<\/p>\n
Litiumioniakut tarvitsevat nestem\u00e4ist\u00e4 elektrolyytti\u00e4, joka johtaa ionit anodin ja katodin v\u00e4lill\u00e4. T\u00e4m\u00e4 elementti koostuu yleens\u00e4 ep\u00e4orgaanisesta suolasta, joka on liuotettu ei-vesipitoisiin orgaanisiin liuottimiin, kuten propyleenikarbonaattiin tai eteenikarbonaattien ja alifaattisten karbonaattien, kuten dimetyyli-, dietyyli- ja etyylimetyylikarbonaattien, seoksiin, ja sill\u00e4 on olennainen merkitys akun suorituskyvylle. Jotta akku toimisi optimaalisesti, sen on taattava matalaresistanssinen rajapinta, jotta akku toimisi tehokkaasti - elektrolyytin valinta on akun suorituskyvyn kannalta avainasemassa.<\/p>\n
Litiumparistojen kierr\u00e4tys on perinteisesti edellytt\u00e4nyt niiden mekaanista murskaamista ja sulattamista tai liuottamista happoon. Valitettavasti n\u00e4m\u00e4 prosessit vaativat liikaa s\u00e4hk\u00f6\u00e4 ja tuottavat samalla raskasta metallimassaa, jota on vaikea kierr\u00e4tt\u00e4\u00e4. Sen sijaan t\u00e4ss\u00e4 tutkimuksessa ehdotetaan \"suoraa katodin kierr\u00e4tyst\u00e4\", joka on energiaa s\u00e4\u00e4st\u00e4v\u00e4 vaihtoehto.<\/p>\n
Suorassa katodin kierr\u00e4tyksess\u00e4 akku puretaan yksitt\u00e4isiin elementteihin ja lajitellaan ne fyysisten ominaisuuksiensa perusteella. Ensin suoritetaan leikkaus inertiss\u00e4 ilmakeh\u00e4ss\u00e4, mink\u00e4 j\u00e4lkeen materiaalit murskataan ja jauhetaan hienojakoisiksi jakeiksi erottelua ja puhdistusta varten. Prosessi poistaa liuoksesta ep\u00e4puhtaudet, kuten alumiinin ja kuparin, jotka voivat heikent\u00e4\u00e4 suorituskyky\u00e4, sek\u00e4 siirtym\u00e4metalli-ionit, kuten Ni2+ ja Co2+, ja j\u00e4ljelle j\u00e4\u00e4v\u00e4t vain litiumsuolat ja grafiitti.<\/p>\n
S\u00e4hk\u00f6autoissa ja \u00e4lypuhelimissa sek\u00e4 lasten leluissa, s\u00e4hk\u00f6savukkeissa ja kannettavissa tietokoneissa k\u00e4ytett\u00e4v\u00e4t litiumioniakut voidaan usein kierr\u00e4tt\u00e4\u00e4, mutta prosessi voi olla usein hankala ja kallis, mik\u00e4 on saanut monet yritykset luopumaan kierr\u00e4tysliiketoiminnan aloittamisesta. Tutkijat ty\u00f6skentelev\u00e4t kuitenkin ratkaisujen parissa, jotta kierr\u00e4tyksest\u00e4 tulisi yksinkertaisempaa, halvempaa, nopeampaa ja ymp\u00e4rist\u00f6yst\u00e4v\u00e4llisemp\u00e4\u00e4.<\/p>\n
Litiumparistojen valmistuksessa k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n erilaisia materiaaleja, kuten kuparia ja kobolttia. Vaikka n\u00e4m\u00e4 metallit ovat v\u00e4ltt\u00e4m\u00e4tt\u00f6mi\u00e4 akkujen tuotannossa, niiden louhinta voi olla vaarallista myrkyllisten j\u00e4tteiden tuotannon vuoksi, ja ne my\u00f6s edist\u00e4v\u00e4t ilmastonmuutosta p\u00e4\u00e4st\u00e4m\u00e4ll\u00e4 kasvihuonekaasuja kaivostoiminnan aikana. Akkujen kierr\u00e4tys tarjoaa yhden ratkaisun, jolla voidaan v\u00e4hent\u00e4\u00e4 t\u00e4llaisten resurssien kysynt\u00e4\u00e4 ja samalla lievent\u00e4\u00e4 ymp\u00e4rist\u00f6vaikutuksia.<\/p>\n
Kierr\u00e4tys voi auttaa suojelemaan arvokkaita luonnonvarojamme pit\u00e4m\u00e4ll\u00e4 ne poissa kaatopaikoilta, joilla ne voisivat aiheuttaa ymp\u00e4rist\u00f6haittoja, sek\u00e4 v\u00e4hent\u00e4m\u00e4ll\u00e4 energiankulutusta raaka-aineiden tuottamiseen, joiden tuottaminen vaatii kallista energiaa (mik\u00e4 lis\u00e4\u00e4 kasvihuonekaasup\u00e4\u00e4st\u00f6j\u00e4), tai auttamalla v\u00e4ltt\u00e4m\u00e4\u00e4n koboltin tai muiden mineraalien kaivamiseen turvattomissa olosuhteissa k\u00e4ytett\u00e4vien kolmannen maailman ty\u00f6ntekij\u00f6iden hyv\u00e4ksik\u00e4ytt\u00f6\u00e4.<\/p>\n
Tyypillinen litiumioniakkujen kierr\u00e4tysmenetelm\u00e4 edellytt\u00e4\u00e4 akun osien murskaamista ja puhdistamista katodin erottamiseksi. Valitettavasti t\u00e4m\u00e4 on sek\u00e4 kallista ett\u00e4 tehotonta laadukkaiden tuotteiden tuottamiseksi. Onneksi tutkijat kehitt\u00e4v\u00e4t parhaillaan vaihtoehtoisia prosesseja, joissa katodi s\u00e4ilyy ehj\u00e4n\u00e4, jotta se voidaan myyd\u00e4 ehj\u00e4n\u00e4; n\u00e4m\u00e4 prosessit ovat paljon edullisempia ja ymp\u00e4rist\u00f6yst\u00e4v\u00e4llisempi\u00e4 kuin perinteiset vastaavat prosessit.<\/p>\n
Vaikka litiumioniakut voidaan usein kierr\u00e4tt\u00e4\u00e4, jokainen kierros saattaa v\u00e4hent\u00e4\u00e4 niiden puhtautta hieman. Vaikka litiumioniakut saattavat olla riitt\u00e4v\u00e4n turvallisia jokap\u00e4iv\u00e4iseen roskakoriin, ne sis\u00e4lt\u00e4v\u00e4t haitallisia kemikaaleja, jotka voivat sy\u00f6vytt\u00e4\u00e4 l\u00e4hell\u00e4 olevia esineit\u00e4, jos ne j\u00e4tet\u00e4\u00e4n lojumaan liian pitk\u00e4ksi aikaa. Siksi turvallisen h\u00e4vitt\u00e4misen voi varmistaa k\u00e4ytt\u00e4m\u00e4ll\u00e4 asianmukaista kierr\u00e4tyspalvelua tai kysym\u00e4ll\u00e4 ohjeita valmistajalta.<\/p>\n
Litiumakuista on tullut olennainen osa s\u00e4hk\u00f6ajoneuvoja ja muita puhtaan energian tuotteita, mutta ne on kierr\u00e4tett\u00e4v\u00e4 vastuullisesti, jotta niist\u00e4 ei aiheudu tulipalovaaraa tai myrkyllisi\u00e4 kemikaaleja p\u00e4\u00e4se ymp\u00e4rist\u00f6\u00f6n. Akkujen kierr\u00e4tyskeskuksia tulisi k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 akkujen poisheitt\u00e4misen sijasta; siniset tai keltaiset kierr\u00e4tysastiat voivat mahdollisesti vahingoittaa niit\u00e4 k\u00e4sittelyn aikana ja aiheuttaa tulipaloriskin; sen sijaan ne tulisi j\u00e4tt\u00e4\u00e4 johonkin seitsem\u00e4st\u00e4 kotikemikaalien ja akkujen kierr\u00e4tyskeskuksesta.<\/p>\n
N\u00e4m\u00e4 keskukset ovat erikoistuneet kierr\u00e4tt\u00e4m\u00e4\u00e4n litiumparistoja, joita on esimerkiksi s\u00e4hk\u00f6ty\u00f6kaluissa, digitaalikameroissa, lasten leluissa, s\u00e4hk\u00f6savukkeissa ja kannettavissa tietokoneissa. Lis\u00e4ksi ne tarjoavat turvallisia h\u00e4vitt\u00e4misratkaisuja autoissa tai kodeissa k\u00e4ytett\u00e4ville suuremmille wattituntia k\u00e4ytt\u00e4ville akuille, mutta eiv\u00e4t voi ottaa vastaan pienempi\u00e4 wattituntia k\u00e4ytt\u00e4vi\u00e4 akkuja, koska ne ovat liian vaarallisia. Jos omistat yhden n\u00e4ist\u00e4 suurista wattitunnin akuista ja haluat sen kierr\u00e4tett\u00e4v\u00e4ksi - k\u00e4y yhdess\u00e4 seitsem\u00e4st\u00e4 kierr\u00e4tyskeskuksesta!<\/p>\n
Litiumpariston kierr\u00e4tt\u00e4minen edellytt\u00e4\u00e4, ett\u00e4 se ensin murskataan ja katodista erotetaan v\u00e4hemm\u00e4n kalliit komponentit, kuten ter\u00e4ksinen paristokotelo ja elektroniikkapiirit. T\u00e4m\u00e4n j\u00e4lkeen tutkijat irrottavat alkuaineita, kuten nikkelist\u00e4, koboltista, alumiinista ja mangaanista koostuvaa \"mustaa massaa\", joka sis\u00e4lt\u00e4\u00e4 harvinaisia ja kalliita metalleja; t\u00e4m\u00e4 jauhe voidaan sitten kunnostaa ja sekoittaa tuoreisiin alkuaineisiin suorituskyvyn parantamiseksi, jolloin s\u00e4\u00e4stet\u00e4\u00e4n harvinaisia metalleja, jotka muuten olisivat menneet hukkaan.<\/p>\n
Litiumakkujen kierr\u00e4tt\u00e4minen on toinen hyv\u00e4 tapa torjua maailmanlaajuista puutetta keskeisist\u00e4 mineraaleista, kuten koboltista ja nikkelist\u00e4, joiden s\u00e4\u00e4nn\u00f6lliset toimitusvaikeudet uhkaavat s\u00e4hk\u00f6autojen tehokkuutta ja k\u00e4ytt\u00f6ik\u00e4\u00e4. Kierr\u00e4tys voi my\u00f6s auttaa puuttumaan t\u00e4llaiseen maailmanlaajuiseen mineraalipulaan, koska se auttaa vastaamaan suoremmin maailmanlaajuisiin toimitusvaatimuksiin.<\/p>\n
Prosessi muistuttaa tavanomaisia pyrometallurgisia tekniikoita, mutta se vaatii v\u00e4hemm\u00e4n energiaa ja j\u00e4tett\u00e4 kuin muut kierr\u00e4tystekniikat. T\u00e4m\u00e4 menetelm\u00e4 on tehokas vaihtoehto pyrometallurgialle - joka yleens\u00e4 kuluttaa paljon energiaa ja tuottaa myrkyllisi\u00e4 sivutuotteita - ja hydrometallurgialle (jossa metallit otetaan talteen kemiallisin keinoin), ja sen metallien talteenottoasteet ovat suuremmat kuin pelkill\u00e4 n\u00e4ill\u00e4 tekniikoilla.<\/p>\n
Akkujen kierr\u00e4tys voi auttaa v\u00e4hent\u00e4m\u00e4\u00e4n s\u00e4hk\u00f6ajoneuvoihin ja litiumakkuja k\u00e4ytt\u00e4viin laitteisiin, kuten kannettaviin tietokoneisiin, liittyvi\u00e4 ymp\u00e4rist\u00f6vaikutuksia. Kierr\u00e4tt\u00e4m\u00e4ll\u00e4 voidaan s\u00e4\u00e4st\u00e4\u00e4 arvokkaita materiaaleja, tuottaa uusiutuvia energial\u00e4hteit\u00e4 ja v\u00e4hent\u00e4\u00e4 kaivostoiminnan tarvetta sek\u00e4 samalla v\u00e4hent\u00e4\u00e4 kaatopaikkaj\u00e4tteen m\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4. Valitettavasti akkujen kierr\u00e4tt\u00e4minen ei kuitenkaan ole t\u00e4ysin ongelmatonta.<\/p>\n
Ensinn\u00e4kin akut on tyhjennett\u00e4v\u00e4 kokonaan, sill\u00e4 litiumparistot ovat vaarallisia, jos ne j\u00e4tet\u00e4\u00e4n j\u00e4nnitt\u00e4m\u00e4tt\u00f6miksi, jotta ne voidaan kierr\u00e4tt\u00e4\u00e4. Kun ne ovat valmiita kierr\u00e4tykseen, ne on hajotettava ja murskattava pieniksi paloiksi ennen sulattamista tai liuottamista metallien talteenottamiseksi - t\u00e4m\u00e4 prosessi voi tuottaa ilmassa olevaa p\u00f6ly\u00e4, joka saastuttaa ymp\u00e4rist\u00f6\u00e4 ja voi aiheuttaa hengityselinsairauksia; litiumia pidet\u00e4\u00e4n vaarallisena metallina, joten sen varovainen k\u00e4sittely on my\u00f6s avainasemassa.<\/p>\n
Guptan mukaan brittil\u00e4isen Faraday Institutionin tutkijat ovat nyt pioneereja uudessa litiumparistojen kierr\u00e4tysmenetelm\u00e4ss\u00e4, jossa k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n ultra\u00e4\u00e4nisondia, joka on \"samanlainen kuin hammasl\u00e4\u00e4k\u00e4reiden hampaiden puhdistuksessa k\u00e4ytt\u00e4m\u00e4\". Ultra\u00e4\u00e4nen kohdistaminen pintoihin synnytt\u00e4\u00e4 pieni\u00e4 kuplia, jotka implodoituvat ja r\u00e4j\u00e4ytt\u00e4v\u00e4t p\u00e4\u00e4llysteen pois, mik\u00e4 mahdollistaa huomattavan arvokkaiden katodien ja anodien talteenoton.<\/p>\n
Lis\u00e4ksi kierr\u00e4tys auttaa ymp\u00e4rist\u00f6\u00e4 v\u00e4hent\u00e4m\u00e4ll\u00e4 kaivostoiminnan hiilidioksidip\u00e4\u00e4st\u00f6j\u00e4. McKinsey-instituutin arvioiden mukaan akkujen laajamittainen kierr\u00e4tys voisi v\u00e4hent\u00e4\u00e4 hiilidioksidip\u00e4\u00e4st\u00f6j\u00e4 25% kilowattituntia kohden. Jotta akkujen kierr\u00e4tys onnistuisi, arvokkaiden metallien talteenoton on onnistuttava katodia tai anodia vahingoittamatta.<\/p>\n
Litiumakut sis\u00e4lt\u00e4v\u00e4t jalometalleja, kuten nikkeli\u00e4 ja kobolttia, joita k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n sek\u00e4 s\u00e4hk\u00f6ajoneuvoissa ett\u00e4 elektroniikkalaitteissa, mutta on t\u00e4rke\u00e4\u00e4 muistaa, ettei niit\u00e4 saa koskaan laittaa sinisiin tai keltaisiin kierr\u00e4tysastioihin - n\u00e4m\u00e4 palovaarat on k\u00e4sitelt\u00e4v\u00e4 erikoistuneissa kierr\u00e4tyslaitoksissa. Jos joudut kierr\u00e4tt\u00e4m\u00e4\u00e4n litiumparistot jostain syyst\u00e4, k\u00e4\u00e4ri niiden navat ei-johtavaan teippiin (s\u00e4hk\u00f6teippiin, kirkkaaseen pakkausteippiin tai ilmastointiteippiin) ennen kuin j\u00e4t\u00e4t ne johonkin viranomaisen seitsem\u00e4st\u00e4 kotikemikaali- ja kierr\u00e4tyskeskuksesta tai j\u00e4lleenmyyjiin, jotka ottavat ne vastaan kierr\u00e4tykseen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Lithium batteries that aren’t properly recycled can release toxic metals into the environment, which may then be inhaled into your lungs and cause health issues such as cardiovascular and lung conditions. Most lithium batteries are recycled by shredding them down into powder form before either being smelted (pyrometallurgy) or dissolving in acid (hydrometallurgy). Both processes …<\/p>\n