Лимонная кислота и плазма: новый метод переработки батарей возвращает 95% ценных металлов

Исследователи из Университета Райса разработали новый метод переработки, который предлагает практическое решение проблемы дефицита ресурсов. Согласно опубликованному в журнале Advanced Materials исследованию, существующие методы позволяют перерабатывать менее 10% аккумуляторных отходов. Новая технология использует кратковременную обработку микроволновой плазмой, после чего из аккумуляторного чёрного порошка с помощью мягких растворителей, включая лимонную кислоту, извлекается почти 95% ценных металлов, в том числе литий.

Современные методы переработки подразумевают измельчение батарей в чёрный порошок, содержащий литий, кобальт, никель, графит и другие материалы. Их извлечение обычно требует энергозатратных процессов с использованием высоких температур и сильных кислот, при этом эффективность оставляет желать лучшего. Особенно сложно эффективно извлекать литий, а графит, составляющий около 22% веса батареи, в ходе обычной переработки повреждается и редко возвращается в производство.

Разработанный учёными метод позволяет решить эти проблемы за один предварительный этап. После 15-минутной обработки микроволновой плазмой более 90% металлов восстанавливается в растворе лимонной кислоты при комнатной температуре, а литий селективно извлекается водой. Кроме того, этот процесс удаляет структурные дефекты и остатки, накопившиеся на графите в ходе работы батареи, восстанавливая его свойства.

Технология уже запатентована, и исследовательская группа готовится к её коммерциализации. Предварительный технико-экономический анализ показывает, что этот метод может превзойти существующие промышленные подходы, в частности, за счёт восстановления графита в пригодной для повторного использования форме. По словам авторов разработки, это прорывная методология, позволяющая извлекать все критические минералы из аккумуляторных отходов с минимальными затратами химикатов и энергии.