Aminoácido ajuda na reciclagem de pilhas
Amigo do ambiente e eficiente: reciclagem de baterias de iões de lítio numa solução neutra
Uma nova estratégia de reciclagem de baterias de iões de lítio usadas baseia-se num processo hidrometalúrgico numa solução neutra. Isto permite que o lítio e outros metais valiosos sejam lixiviados de uma forma amiga do ambiente, altamente eficiente e rentável, tal como relatado por uma equipa de investigação chinesa na revista Angewandte Chemie. A eficiência da lixiviação é efetivamente aumentada por um mecanismo de redução sólido-sólido, o chamado efeito de bateria e a adição do aminoácido glicina.
© Wiley-VCH
As baterias de iões de lítio não só alimentam os nossos telemóveis, tablets e veículos eléctricos, como também estão a tornar-se cada vez mais importantes como meio de armazenamento de energias renováveis voláteis. No entanto, à medida que se tornam mais comuns, o número de baterias descartadas também está a aumentar. A sua reciclagem é muito promissora para reduzir o impacto ambiental e, ao mesmo tempo, fornecer matérias-primas como o lítio, o cobalto, o níquel e o manganês para a produção de novas baterias. O reprocessamento hidrometalúrgico comum das baterias de iões de lítio usadas baseia-se em processos de lixiviação com ácido e/ou amoníaco. No entanto, a utilização excessiva e repetida de ácidos e bases aumenta a poluição ambiental e os riscos de segurança. Um processo com pH neutro seria mais seguro e mais amigo do ambiente.
Para conseguir uma abordagem neutra, a equipa liderada por Lei Ming e Xing Ou da Central South University em Changsha, Zhen Yao da Guizhou Normal University e Jiexi Wang da National Engineering Research Central of Advanced Energy Storage Materials teve de recorrer a vários truques, uma vez que os reagentes agressivos necessários para os processos clássicos de lixiviação não são assim tão fáceis de substituir.
Primeiro truque: criam "micro-baterias" in situ, que ajudam a decompor o material catódico usado das baterias - óxido de níquel-cobalto-manganês ("NCM") carregado com lítio. As partículas de NCM são misturadas num líquido neutro com um sal de ferro (II), oxalato de sódio e o aminoácido glicina. Como resultado, uma fina camada sólida de oxalato de ferro (II) é depositada sobre as partículas. Esta "casca" actua como um ânodo e os núcleos de NCM como um cátodo (efeito de bateria). Os electrões podem ser facilmente transferidos devido ao contacto direto e próximo. O revestimento também evita que subprodutos indesejados se depositem nas partículas. O efeito de bateria provoca uma reação eletroquímica na qual os iões de ferro (II) são oxidados em iões de ferro (III) e os iões de oxigénio das partículas oxidantes de NCM são reduzidos a iões de hidróxido com água. Isto rompe as camadas de NCM e os iões de lítio, níquel, cobalto e manganês armazenados na estrutura são libertados para a solução. Aqui são "capturados" - truque dois - pela glicina sob a forma de compostos complexos. A glicina também tem outra tarefa: amortece o valor do pH da solução na gama neutra. Em 15 minutos, foi possível lixiviar 99,99% de lítio, 96,86% de níquel, 92,35% de cobalto e 90,59% de manganês dos cátodos usados.
Uma lixiviação eficiente numa solução neutra poderá abrir novas vias para a reciclagem em grande escala e amiga do ambiente de baterias usadas. Quase não são produzidos gases nocivos e a água residual de glicina é adequada como fertilizante. O consumo de energia é significativamente menor e os custos são mais baixos do que nos processos convencionais.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Alemão pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Outras notícias do departamento ciência
Estes produtos podem lhe interessar
Battery Testing Services por Battery Dynamics
Saiba mais sobre o desempenho e a vida útil das células da sua bateria em menos tempo
Beneficiar de uma tecnologia de medição moderna e de uma equipa experiente
Batt-TDS por ystral
Máquina de mistura e dispersão YSTRAL Batt-TDS
Impulsione o seu processo de polpa de bateria
