1. Problemi zagađenja nakon recikliranja litijevog željeznog fosfata
Tržište recikliranja baterija je ogromno, a prema relevantnim istraživačkim institucijama, očekuje se da će ukupna količina starih baterija u Kini do 2025. godine dosegnuti 137,4 MWh.
Uzimanje litij-željezo-fosfatne baterijeNa primjer, postoje uglavnom dva načina za recikliranje i korištenje istrošenih baterija: jedan je kaskadno korištenje, a drugi je rastavljanje i recikliranje.
Kaskadno korištenje odnosi se na korištenje litij-željezo-fosfatnih baterija s preostalim kapacitetom između 30% i 80% nakon rastavljanja i rekombinacije, te njihovu primjenu u područjima niske gustoće energije kao što je skladištenje energije.
Rastavljanje i recikliranje, kao što i samo ime govori, odnosi se na rastavljanje litij-željezo-fosfatnih baterija kada je preostali kapacitet manji od 30% i oporabu njihovih sirovina, poput litija, fosfora i željeza u pozitivnoj elektrodi.
Rastavljanje i recikliranje litij-ionskih baterija može smanjiti iskopavanje novih sirovina radi zaštite okoliša, a ima i veliku ekonomsku vrijednost, uvelike smanjujući troškove rudarstva, troškove proizvodnje, troškove rada i troškove rasporeda proizvodne linije.
Fokus rastavljanja i recikliranja litij-ionskih baterija uglavnom se sastoji od sljedećih koraka: prvo, prikupljanje i klasificiranje otpadnih litijevih baterija, zatim rastavljanje baterija, te na kraju odvajanje i rafiniranje metala. Nakon operacije, oporabljeni metali i materijali mogu se koristiti za proizvodnju novih baterija ili drugih proizvoda, što uvelike štedi troškove.
Međutim, sada, uključujući i skupinu tvrtki za recikliranje baterija, poput podružnice Ningde Times Holding Co., Ltd. Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., suočavaju se s trnovitim problemom: recikliranje baterija proizvodit će otrovne nusproizvode i emitirati štetne zagađivače. Tržištu su hitno potrebne nove tehnologije za smanjenje onečišćenja i toksičnosti recikliranja baterija.
2. LBNL je pronašao nove materijale za rješavanje problema onečišćenja nakon recikliranja baterija.
Nedavno je Nacionalni laboratorij Lawrence Berkeley (LBNL) u Sjedinjenim Državama objavio da su pronašli novi materijal koji može reciklirati otpadne litij-ionske baterije samo s vodom.
Nacionalni laboratorij Lawrence Berkeley osnovan je 1931. godine, a njime upravlja Sveučilište Kalifornija za Znanstveni ured Ministarstva energetike SAD-a. Osvojio je 16 Nobelovih nagrada.
Novi materijal koji je izumio Nacionalni laboratorij Lawrence Berkeley naziva se brzootpuštajuće vezivo. Litij-ionske baterije izrađene od ovog materijala mogu se lako reciklirati, ekološki su prihvatljive i netoksične. Potrebno ih je samo rastaviti i staviti u alkalnu vodu te lagano protresti kako bi se odvojili potrebni elementi. Zatim se metali filtriraju iz vode i suše.
U usporedbi s trenutnim recikliranjem litij-ionskih baterija, koje uključuje usitnjavanje i mljevenje baterija, nakon čega slijedi spaljivanje radi odvajanja metala i elemenata, ima ozbiljnu toksičnost i loše ekološke performanse. Novi materijal je u usporedbi s njim kao dan i noć.
Krajem rujna 2022. ova je tehnologija odabrana kao jedna od 100 revolucionarnih tehnologija razvijenih globalno u 2022. godini od strane R&D 100 Awards.
Kao što znamo, litij-ionske baterije sastoje se od pozitivnih i negativnih elektroda, separatora, elektrolita i strukturnih materijala, ali kako su te komponente kombinirane u litij-ionskim baterijama nije dobro poznato.
U litij-ionskim baterijama, ključni materijal koji održava strukturu baterije je ljepilo.
Novo vezivo za brzo otpuštanje koje su otkrili istraživači Nacionalnog laboratorija Lawrence Berkeley izrađeno je od poliakrilne kiseline (PAA) i polietilen imina (PEI), koji su povezani vezama između pozitivno nabijenih atoma dušika u PEI i negativno nabijenih atoma kisika u PAA.
Kada se brzootpuštajuće vezivo stavi u alkalnu vodu koja sadrži natrijev hidroksid (Na+OH-), natrijevi ioni naglo ulaze na mjesto lijepljenja, razdvajajući dva polimera. Odvojeni polimeri se otapaju u tekućini, oslobađajući sve ugrađene komponente elektrode.
Što se tiče troškova, kada se koristi za proizvodnju pozitivnih i negativnih elektroda litijevih baterija, cijena ovog ljepila je otprilike jedna desetina cijene dvaju najčešće korištenih ljepila.
Vrijeme objave: 25. travnja 2023.