Как отходы леса помогают безопасно извлекать металлы из батарей

Рост потребления энергии и переход к устойчивым энергосистемам увеличивают спрос на батареи, а значит, и на переработку содержащихся в них меди, кобальта, лития и марганца. Чтобы переработка была рентабельной, а полученное сырьё пригодным для высокотехнологичных продуктов, металлы необходимо тщательно разделять и очищать. Очистка к тому же позволяет создавать более безопасные изделия — например, цинк высокой чистоты даёт стабильную батарею без добавления ртути.

Если материалы не очищать при переработке, их качество неуклонно падает, и в итоге они становятся непригодными для сложных применений, сводя на нет весь смысл повторного использования, поясняет адъюнкт-профессор Марк Форман. Ключевым методом разделения и очистки в переработке батарей и горной промышленности служит жидкостная экстракция, однако используемые в ней растворители сегодня производят из ископаемого сырья.

Авторы исследования впервые продемонстрировали, что ароматические соединения из побочных продуктов лесной промышленности работают не хуже коммерческих аналогов при извлечении ряда важных металлов и могут применяться на действующих производственных линиях. По словам аспиранта Даниэля Кайвана Хоффманна, переход на более безопасный химикат без перестройки всей инфраструктуры значительно снижает финансовый барьер для отрасли. Новые соединения обладают более высокой температурой вспышки и меньшей летучестью, что уменьшает риск возгораний и вредное воздействие на персонал.

Испытанные ароматические вещества выгодно отличаются ещё и тем, что при разложении не превращаются в нейротоксины, поражающие нервную систему, в отличие от широко распространённых сегодня растворителей. Учёные признают, что для экономической эффективности потребуется оптимизировать производственные процессы и расширить доступность возобновляемого сырья. Их главный посыл — для значимого шага к устойчивости не обязательно строить всё с нуля: иногда достаточно просто заменить определённые химикаты.