Baterie litowe, kt\u00f3re nie s\u0105 prawid\u0142owo poddawane recyklingowi, mog\u0105 uwalnia\u0107 toksyczne metale do \u015brodowiska, kt\u00f3re nast\u0119pnie mog\u0105 by\u0107 wdychane do p\u0142uc i powodowa\u0107 problemy zdrowotne, takie jak choroby uk\u0142adu kr\u0105\u017cenia i p\u0142uc.<\/p>\n
Wi\u0119kszo\u015b\u0107 baterii litowych jest poddawana recyklingowi poprzez rozdrabnianie ich do postaci proszku, a nast\u0119pnie wytapianie (pirometalurgia) lub rozpuszczanie w kwasie (hydrometalurgia). Oba procesy zu\u017cywaj\u0105 ogromne ilo\u015bci energii, emituj\u0105c jednocze\u015bnie gazy cieplarniane do \u015brodowiska.<\/p>\n
Katody stanowi\u0105 rdze\u0144 ka\u017cdego akumulatora litowo-jonowego, odpowiadaj\u0105c za jego napi\u0119cie i wydajno\u015b\u0107. Aby wyprodukowa\u0107 wysokiej jako\u015bci katody, materia\u0142y musz\u0105 mie\u0107 wysok\u0105 porowato\u015b\u0107 (powierzchni\u0119 umo\u017cliwiaj\u0105c\u0105 jonom litu przemieszczanie si\u0119 mi\u0119dzy anod\u0105 a katod\u0105), wi\u0119c bardziej porowate katody oznaczaj\u0105 wi\u0119ksze mo\u017cliwo\u015bci magazynowania energii - w rzeczywisto\u015bci jedno z bada\u0144 wykaza\u0142o, \u017ce proszek katodowy pochodz\u0105cy z recyklingu by\u0142 bardziej porowaty ni\u017c proszek katodowy produkowany komercyjnie, dzi\u0119ki czemu baterie montowane przy u\u017cyciu materia\u0142\u00f3w pochodz\u0105cych z recyklingu mia\u0142y podobn\u0105 wydajno\u015b\u0107 jak te wykonane z materia\u0142\u00f3w pierwotnych.<\/p>\n
Badania zosta\u0142y przeprowadzone na Uniwersytecie Kalifornijskim w Irvine przez naukowc\u00f3w kierowanych przez Nikhila Gupt\u0119. Opieraj\u0105c si\u0119 na wcze\u015bniejszych pracach, kt\u00f3re wykaza\u0142y, \u017ce wykorzystanie materia\u0142u katodowego z recyklingu mo\u017ce zwi\u0119kszy\u0107 wydajno\u015b\u0107 baterii i wyd\u0142u\u017cy\u0107 czas pracy baterii litowo-jonowych, wykorzystali oni nowatorski proces do produkcji proszku katodowego, kt\u00f3ry by\u0142 ponad trzykrotnie bardziej porowaty ni\u017c jego tradycyjna metoda. \u015acinanie, mielenie, \u0142ugowanie kwasem, sortowanie wed\u0142ug wielko\u015bci cz\u0105stek i chemii oraz przetwarzanie - wszystko to skutkuje wysokowydajnymi katodami, kt\u00f3re s\u0105 nast\u0119pnie mieszane z ciek\u0142ymi elektrolitami i przetwarzane przed ponownym zmieszaniem w celu utworzenia wysokowydajnych katod, kt\u00f3re zapewniaj\u0105 d\u0142u\u017csz\u0105 \u017cywotno\u015b\u0107 w por\u00f3wnaniu z tradycyjnymi metodami produkcji stosowanymi ze \u017ar\u00f3de\u0142 pochodz\u0105cych z recyklingu.<\/p>\n
Akumulatory litowo-jonowe wymagaj\u0105 ciek\u0142ego elektrolitu do przewodzenia jon\u00f3w mi\u0119dzy anod\u0105 a katod\u0105, zwanego elektrolitem. Zwykle sk\u0142ada si\u0119 on z soli nieorganicznych rozpuszczonych w niewodnych rozpuszczalnikach organicznych, takich jak w\u0119glan propylenu lub mieszaniny w\u0119glan\u00f3w etylenu z w\u0119glanami alifatycznymi, takimi jak w\u0119glany dimetylu, dietylu i etylu), element ten odgrywa zasadnicz\u0105 rol\u0119 w wydajno\u015bci baterii. Aby zapewni\u0107 optymaln\u0105 wydajno\u015b\u0107 akumulatora, musi on zapewnia\u0107 interfejs o niskiej rezystancji - wyb\u00f3r elektrolitu ma kluczowe znaczenie dla wydajno\u015bci akumulatora.<\/p>\n
Recykling baterii litowych tradycyjnie wi\u0105za\u0142 si\u0119 z ich mechanicznym rozdrabnianiem i topieniem lub rozpuszczaniem w kwasie. Niestety, procesy te wymagaj\u0105 nadmiernych ilo\u015bci energii elektrycznej do dzia\u0142ania, a jednocze\u015bnie wytwarzaj\u0105 niepor\u0119czn\u0105 mas\u0119 metali, kt\u00f3r\u0105 trudno podda\u0107 recyklingowi. Zamiast tego, niniejsze badania proponuj\u0105 \"bezpo\u015bredni recykling katod\", energooszcz\u0119dn\u0105 alternatyw\u0119.<\/p>\n
Bezpo\u015bredni recykling katod polega na demonta\u017cu baterii na poszczeg\u00f3lne elementy i sortowaniu ich w oparciu o ich w\u0142a\u015bciwo\u015bci fizyczne. Po pierwsze, \u015bcinanie odbywa si\u0119 w atmosferze oboj\u0119tnej; nast\u0119pnie materia\u0142y s\u0105 kruszone i mielone na drobne frakcje w celu oddzielenia i oczyszczenia. Proces ten usuwa zanieczyszczenia, takie jak aluminium i mied\u017a, kt\u00f3re mog\u0105 hamowa\u0107 wydajno\u015b\u0107, a tak\u017ce jony metali przej\u015bciowych, takie jak Ni2+ i Co2+ z roztworu, pozostawiaj\u0105c jedynie sole litu i grafit jako produkty wyj\u015bciowe.<\/p>\n
Baterie litowo-jonowe u\u017cywane w samochodach elektrycznych i smartfonach, a tak\u017ce zabawki dla dzieci, e-papierosy i laptopy cz\u0119sto mo\u017cna podda\u0107 recyklingowi; jednak proces ten mo\u017ce by\u0107 cz\u0119sto uci\u0105\u017cliwy i kosztowny; zniech\u0119ci\u0142o to wiele firm do rozpocz\u0119cia dzia\u0142alno\u015bci w zakresie recyklingu; jednak naukowcy pracuj\u0105 nad rozwi\u0105zaniami, kt\u00f3re sprawi\u0105, \u017ce recykling b\u0119dzie prostszy, ta\u0144szy, szybszy i bardziej przyjazny dla \u015brodowiska.<\/p>\n
Baterie litowe s\u0105 zbudowane z r\u00f3\u017cnych materia\u0142\u00f3w, w tym miedzi i kobaltu. Chocia\u017c metale te s\u0105 niezb\u0119dne w produkcji baterii, ich wydobycie mo\u017ce by\u0107 niebezpieczne ze wzgl\u0119du na produkcj\u0119 toksycznych odpad\u00f3w, a tak\u017ce przyczynia\u0107 si\u0119 do zmian klimatycznych poprzez emisj\u0119 gaz\u00f3w cieplarnianych podczas proces\u00f3w wydobywczych. Recykling baterii oferuje jedno z rozwi\u0105za\u0144, kt\u00f3re pomaga zmniejszy\u0107 zapotrzebowanie na takie zasoby, jednocze\u015bnie \u0142agodz\u0105c ich wp\u0142yw na \u015brodowisko.<\/p>\n
Recykling mo\u017ce pom\u00f3c chroni\u0107 nasze cenne zasoby, zapobiegaj\u0105c ich sk\u0142adowaniu na wysypiskach \u015bmieci, gdzie mog\u0142yby szkodzi\u0107 \u015brodowisku, a tak\u017ce zmniejszy\u0107 zu\u017cycie energii do produkcji surowc\u00f3w wymagaj\u0105cych drogiej energii (co przyczynia si\u0119 do emisji gaz\u00f3w cieplarnianych) lub pom\u00f3c unikn\u0105\u0107 wykorzystywania pracownik\u00f3w z kraj\u00f3w trzeciego \u015bwiata wydobywaj\u0105cych kobalt lub inne minera\u0142y w niebezpiecznych warunkach.<\/p>\n
Typowa metoda recyklingu akumulator\u00f3w litowo-jonowych polega na rozdrabnianiu i oczyszczaniu ich komponent\u00f3w w celu wyodr\u0119bnienia katody. Niestety, jest to zar\u00f3wno kosztowne, jak i nieskuteczne w wytwarzaniu produkt\u00f3w wysokiej jako\u015bci. Na szcz\u0119\u015bcie naukowcy opracowuj\u0105 alternatywne procesy, kt\u00f3re zachowuj\u0105 katody w nienaruszonym stanie, dzi\u0119ki czemu mo\u017cna je sprzedawa\u0107 w nienaruszonym stanie; b\u0119d\u0105 one znacznie mniej kosztowne i przyjazne dla \u015brodowiska ni\u017c ich tradycyjne odpowiedniki.<\/p>\n
Chocia\u017c baterie litowo-jonowe cz\u0119sto mo\u017cna podda\u0107 recyklingowi, ka\u017cdy cykl mo\u017ce nieznacznie zmniejszy\u0107 ich czysto\u015b\u0107. W zwi\u0105zku z tym zaleca si\u0119 konsumentom znalezienie lokalnego punktu zbi\u00f3rki zu\u017cytych baterii litowych - chocia\u017c mog\u0105 one by\u0107 wystarczaj\u0105co bezpieczne do codziennej utylizacji w koszu na \u015bmieci, baterie litowo-jonowe zawieraj\u0105 szkodliwe chemikalia, kt\u00f3re mog\u0105 powodowa\u0107 korozj\u0119 pobliskich przedmiot\u00f3w, je\u015bli b\u0119d\u0105 le\u017ce\u0107 zbyt d\u0142ugo. Dlatego te\u017c skorzystanie z odpowiedniej us\u0142ugi recyklingu lub skonsultowanie si\u0119 z producentem w celu uzyskania instrukcji mo\u017ce zapewni\u0107 bezpieczn\u0105 utylizacj\u0119.<\/p>\n
Baterie litowe sta\u0142y si\u0119 integralnym elementem pojazd\u00f3w elektrycznych (EV) i innych produkt\u00f3w czystej energii, ale musz\u0105 by\u0107 poddawane recyklingowi w spos\u00f3b odpowiedzialny, aby unikn\u0105\u0107 zagro\u017cenia po\u017carowego lub wycieku toksycznych chemikali\u00f3w do \u015brodowiska. Zamiast wyrzuca\u0107 baterie, nale\u017cy korzysta\u0107 z centr\u00f3w recyklingu baterii; niebieskie lub \u017c\u00f3\u0142te pojemniki do recyklingu mog\u0105 potencjalnie uszkodzi\u0107 je podczas przetwarzania i stwarza\u0107 ryzyko po\u017caru; zamiast tego nale\u017cy je porzuci\u0107 w jednym z siedmiu domowych centr\u00f3w recyklingu chemikali\u00f3w i baterii.<\/p>\n
Centra te specjalizuj\u0105 si\u0119 w recyklingu baterii litowych znajduj\u0105cych si\u0119 w produktach takich jak elektronarz\u0119dzia, aparaty cyfrowe, zabawki dla dzieci, e-papierosy i laptopy. Ponadto oferuj\u0105 one bezpieczne rozwi\u0105zania w zakresie utylizacji wi\u0119kszych akumulator\u00f3w watogodzinowych u\u017cywanych w samochodach lub domach, ale nie mog\u0105 przyjmowa\u0107 mniejszych akumulator\u00f3w watogodzinowych, poniewa\u017c s\u0105 one zbyt niebezpieczne. Je\u015bli posiadasz jedn\u0105 z tych du\u017cych baterii watogodzinowych i chcesz j\u0105 podda\u0107 recyklingowi - odwied\u017a jedno z siedmiu centr\u00f3w recyklingu!<\/p>\n
Recykling baterii litowej polega najpierw na jej rozdrobnieniu i oddzieleniu od katody ta\u0144szych komponent\u00f3w, takich jak stalowa obudowa baterii i obwody elektroniczne. Nast\u0119pnie naukowcy wyodr\u0119bniaj\u0105 pierwiastki, w tym \"czarn\u0105 mas\u0119\", ekstrakt sk\u0142adaj\u0105cy si\u0119 z niklu, kobaltu, aluminium i manganu, kt\u00f3ry zawiera rzadkie i drogie metale; proszek ten mo\u017ce by\u0107 nast\u0119pnie regenerowany i mieszany ze \u015bwie\u017cymi pierwiastkami w celu poprawy wydajno\u015bci, oszcz\u0119dzaj\u0105c w ten spos\u00f3b rzadkie metale, kt\u00f3re w przeciwnym razie zosta\u0142yby zmarnowane.<\/p>\n
Recykling baterii litowych to kolejny \u015bwietny spos\u00f3b na walk\u0119 z globalnym niedoborem kluczowych minera\u0142\u00f3w, takich jak kobalt i nikiel, kt\u00f3rych okresowe dostawy zagra\u017caj\u0105 wydajno\u015bci i \u017cywotno\u015bci pojazd\u00f3w elektrycznych. Recykling mo\u017ce r\u00f3wnie\u017c pom\u00f3c w radzeniu sobie z globalnymi niedoborami minera\u0142\u00f3w, pomagaj\u0105c w bardziej bezpo\u015brednim zaspokajaniu globalnego zapotrzebowania na dostawy.<\/p>\n
Proces ten przypomina standardowe techniki pirometalurgiczne, ale wymaga mniej energii i produkcji odpad\u00f3w ni\u017c inne techniki recyklingu. Jako skuteczna alternatywa dla pirometalurgii - kt\u00f3ra zwykle zu\u017cywa znaczn\u0105 ilo\u015b\u0107 energii, wytwarzaj\u0105c toksyczne produkty uboczne - i metod hydrometalurgii (kt\u00f3re obejmuj\u0105 odzyskiwanie metali za pomoc\u0105 \u015brodk\u00f3w chemicznych), metoda ta ma wy\u017csze wska\u017aniki odzysku metali ni\u017c same te techniki.<\/p>\n
Recykling baterii mo\u017ce pom\u00f3c zmniejszy\u0107 wp\u0142yw na \u015brodowisko zwi\u0105zany z pojazdami elektrycznymi (EV) i urz\u0105dzeniami wykorzystuj\u0105cymi baterie litowe, takimi jak laptopy. Recykling mo\u017ce chroni\u0107 cenne materia\u0142y, zapewnia\u0107 odnawialne \u017ar\u00f3d\u0142a energii i zmniejsza\u0107 zapotrzebowanie na wydobycie, jednocze\u015bnie zmniejszaj\u0105c ilo\u015b\u0107 odpad\u00f3w na wysypiskach. Niestety, recykling baterii nie jest pozbawiony wyzwa\u0144.<\/p>\n
Po pierwsze, baterie musz\u0105 by\u0107 ca\u0142kowicie roz\u0142adowane - poniewa\u017c baterie litowe s\u0105 niebezpieczne, je\u015bli pozostan\u0105 nieroz\u0142adowane - w celu poddania ich recyklingowi. Po przygotowaniu do recyklingu nale\u017cy je rozbi\u0107 i rozdrobni\u0107 na ma\u0142e kawa\u0142ki przed stopieniem lub rozpuszczeniem w celu odzyskania metali - proces ten mo\u017ce wytwarza\u0107 py\u0142 unosz\u0105cy si\u0119 w powietrzu, kt\u00f3ry zanieczyszcza otaczaj\u0105ce \u015brodowisko i mo\u017ce powodowa\u0107 choroby uk\u0142adu oddechowego; lit jest uwa\u017cany za metal niebezpieczny, dlatego te\u017c ostro\u017cne obchodzenie si\u0119 z nim jest r\u00f3wnie\u017c kluczowe.<\/p>\n
Naukowcy z Faraday Institution w Wielkiej Brytanii s\u0105 obecnie pionierami w nowatorskiej metodzie recyklingu baterii litowych, wykorzystuj\u0105c sond\u0119 ultrad\u017awi\u0119kow\u0105 \"podobn\u0105 do tej, kt\u00f3rej denty\u015bci u\u017cywaj\u0105 do czyszczenia z\u0119b\u00f3w\", m\u00f3wi Gupta. Skupienie ultrad\u017awi\u0119k\u00f3w na powierzchni tworzy ma\u0142e p\u0119cherzyki, kt\u00f3re imploduj\u0105 i usuwaj\u0105 pow\u0142ok\u0119, umo\u017cliwiaj\u0105c odzyskanie katod i anod, kt\u00f3re s\u0105 warte znaczne sumy pieni\u0119dzy.<\/p>\n
Dodatkowo, recykling pomaga \u015brodowisku poprzez redukcj\u0119 emisji dwutlenku w\u0119gla z wydobycia. Wed\u0142ug szacunk\u00f3w Instytutu McKinsey, powszechny recykling baterii mo\u017ce zmniejszy\u0107 emisj\u0119 dwutlenku w\u0119gla o 25% na kilowatogodzin\u0119. Aby recykling baterii zako\u0144czy\u0142 si\u0119 sukcesem, musi doj\u015b\u0107 do wydobycia cennych metali bez uszkodzenia katody lub anody.<\/p>\n
Baterie litowe zawieraj\u0105 metale szlachetne, takie jak nikiel i kobalt, kt\u00f3re s\u0105 u\u017cywane zar\u00f3wno w pojazdach elektrycznych (EV), jak i urz\u0105dzeniach elektronicznych, ale wa\u017cne jest, aby pami\u0119ta\u0107, \u017ce nigdy nie nale\u017cy ich umieszcza\u0107 w niebieskich lub \u017c\u00f3\u0142tych pojemnikach do recyklingu - te zagro\u017cenia po\u017carowe musz\u0105 by\u0107 usuwane w wyspecjalizowanych zak\u0142adach recyklingu. Je\u015bli z jakiegokolwiek powodu musisz podda\u0107 recyklingowi baterie litowe, po prostu owi\u0144 ich zaciski nieprzewodz\u0105c\u0105 ta\u015bm\u0105 (elektryczn\u0105, przezroczyst\u0105 lub kanalikow\u0105) przed oddaniem ich do jednego z siedmiu domowych centr\u00f3w chemii i recyklingu Urz\u0119du lub sprzedawc\u00f3w detalicznych, kt\u00f3rzy przyjmuj\u0105 je do recyklingu.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Baterie litowe, kt\u00f3re nie s\u0105 prawid\u0142owo poddawane recyklingowi, mog\u0105 uwalnia\u0107 toksyczne metale do \u015brodowiska, kt\u00f3re nast\u0119pnie mog\u0105 by\u0107 wdychane do p\u0142uc i powodowa\u0107 problemy zdrowotne, takie jak choroby uk\u0142adu kr\u0105\u017cenia i p\u0142uc. Wi\u0119kszo\u015b\u0107 baterii litowych jest poddawana recyklingowi poprzez rozdrobnienie ich do postaci proszku, a nast\u0119pnie przetopienie (pirometalurgia) lub rozpuszczenie w kwasie (hydrometalurgia). Oba procesy ...<\/p>\n