1. Problemi zagađenja nakon recikliranja litijum-željezo fosfata
Tržište recikliranja baterija je ogromno, a prema relevantnim istraživačkim institucijama, očekuje se da će ukupna količina istrošenih baterija u Kini dostići 137,4 MWh do 2025. godine.
Uzimanje Litijum-željezo-fosfatne baterijeNa primjer, postoje uglavnom dva načina za recikliranje i korištenje srodnih istrošenih baterija: jedan je kaskadno korištenje, a drugi je demontaža i recikliranje.
Kaskadno korištenje odnosi se na upotrebu litijum-željezno-fosfatnih baterija sa preostalim kapacitetom između 30% i 80% nakon rastavljanja i rekombinacije, te njihovu primjenu u područjima niske gustine energije kao što je skladištenje energije.
Demontaža i recikliranje, kao što i samo ime govori, odnosi se na demontažu litijum-željezo-fosfatnih baterija kada je preostali kapacitet manji od 30%, i na iskorištavanje njihovih sirovina, kao što su litijum, fosfor i željezo u pozitivnoj elektrodi.
Rastavljanje i recikliranje litijum-jonskih baterija može smanjiti iskopavanje novih sirovina radi zaštite okoliša, a ima i veliku ekonomsku vrijednost, značajno smanjujući troškove rudarstva, troškove proizvodnje, troškove rada i troškove rasporeda proizvodne linije.
Fokus rastavljanja i recikliranja litijum-jonskih baterija uglavnom se sastoji od sljedećih koraka: prvo, prikupljanje i klasifikacija otpadnih litijum-jonskih baterija, zatim rastavljanje baterija, i na kraju odvajanje i rafiniranje metala. Nakon operacije, reciklirani metali i materijali mogu se koristiti za proizvodnju novih baterija ili drugih proizvoda, što značajno štedi troškove.
Međutim, sada, uključujući i grupu kompanija za recikliranje baterija, poput podružnice Ningde Times Holding Co., Ltd., Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd., suočavaju se s teškim problemom: recikliranje baterija proizvodi toksične nusproizvode i emitira štetne zagađivače. Tržištu su hitno potrebne nove tehnologije za smanjenje zagađenja i toksičnosti recikliranja baterija.
2. LBNL je pronašao nove materijale za rješavanje problema zagađenja nakon recikliranja baterija.
Nedavno je Nacionalna laboratorija Lawrence Berkeley (LBNL) u Sjedinjenim Američkim Državama objavila da su pronašli novi materijal koji može reciklirati otpadne litijum-jonske baterije samo s vodom.
Nacionalna laboratorija Lawrence Berkeley osnovana je 1931. godine, a njome upravlja Univerzitet Kalifornije za Naučni ured Ministarstva energetike SAD-a. Osvojila je 16 Nobelovih nagrada.
Novi materijal koji je izumila Nacionalna laboratorija Lawrence Berkeley naziva se brzootpuštajuće vezivo. Litijum-jonske baterije napravljene 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 poređenju sa trenutnim recikliranjem litijum-jonskih baterija, koje uključuje usitnjavanje i mljevenje baterija, nakon čega slijedi sagorijevanje radi odvajanja metala i elemenata, ovo ima ozbiljnu toksičnost i loše ekološke performanse. Novi materijal je u poređenju s tim kao dan i noć.
Krajem septembra 2022. godine, ova tehnologija je odabrana kao jedna od 100 revolucionarnih tehnologija razvijenih globalno u 2022. godini od strane R&D 100 Awards.
Kao što znamo, litijum-jonske baterije se sastoje od pozitivnih i negativnih elektroda, separatora, elektrolita i strukturnih materijala, ali kako su ove komponente kombinovane u litijum-jonskim baterijama nije dobro poznato.
Kod litijum-jonskih baterija, ključni materijal koji održava strukturu baterije je ljepilo.
Novo vezivo za brzo otpuštanje, koje su otkrili istraživači Nacionalne laboratorije Lawrence Berkeley, napravljeno 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 natrijum hidroksid (Na+OH-), natrijumovi ioni naglo ulaze na mjesto lijepljenja, razdvajajući dva polimera. Odvojeni polimeri se rastvaraju u tečnosti, oslobađajući sve ugrađene komponente elektrode.
Što se tiče troškova, kada se koristi za proizvodnju pozitivnih i negativnih elektroda litijumskih baterija, cijena ovog ljepila je otprilike jedna desetina cijene dva najčešće korištena ljepila.
Vrijeme objave: 25. april 2023.