Separace cenných kovů pomocí oleje: nová efektivní metoda předčí stávající technologie recyklace
Vědci z univerzity v Leicesteru zkoušejí recyklovat vzácné kovy z baterií pomocí vcelku jednoduchého procesu, který není ani nijak nákladný. Využívá se při něm řepkový olej nebo i jiné rostlinné tuky, které běžně používáme na smažení či fritování.
Podle nejnovějších informací z univerzity by tato technologie měla umožnit získat kovy z takzvané černé hmoty. Ta vzniká při recyklaci lithium-iontových baterií. Postup, který si vědci již nechali patentovat, umí kovy separovat během několika minut.
Pojmem "černá hmota" (black mass) se při recyklaci baterií označuje směs rozmělněného materiálu, která vznikne při prvním mechanickém zpracování lithium-iontových akumulátorů.
Při procesu recyklace se baterie nejprve mechanicky rozdrtí, a poté se z nich odstraní obal a další konstrukční materiály, například různé plasty, hliník a měď. Zůstane černá hmota, která v závislosti na složení elektrolytu obsahuje další materiály, zpravidla cenné kovy: lithium, nikl, kobalt, mangan, ale také grafit.
Mohlo by vás zajímat
Nanočástice rostlinného oleje slouží jako magnety pro nežádoucí grafit
V průběhu recyklace vědci nejprve vytvořili nanoemulzi z vody a rostlinného oleje. Podle výzkumné práce, publikované v časopise RSC Sustainability, použili běžný řepkový olej.
Olej a voda se za normálních okolností nemísí. Vědci však dokázali, že olej lze pomocí ultrazvuku rozložit na nanočástice. Ty vytvoří ve vodě emulzi, stabilní po dobu několika týdnů.
Pokud se suspenze smíchá s černou hmotou, nanočástice oleje ulpí na povrchu grafitu – působí jako lepidlo, které váže jinak vodoodpudivé částice grafitu do velkých chuchvalců oleje a grafitu, které plavou na hladině. Vzácné oxidy kovů však zůstávají nedotčené.
Mohlo by vás zajímat
Směsky oleje a grafitu lze poté jednoduše oddělit a ponechat pouze oxidy kovů. Pro své experimenty výzkumníci mimo jiné použili i černou hmotu z baterie první generace Nissanu Leaf z roku 2010.
Procesy, které lze použít pro efektivní recyklaci baterií podle typu, již existují. Často ale kombinují tepelné zpracování ke spálení nežádoucího grafitu a aplikaci kyselin pro zpětnou přeměnu oxidů kovů. Ty ovšem mohou být zdraví škodlivé a je potřeba s nimi zacházet s náležitou opatrností.
Mohlo by vás zajímat
Při recyklaci baterií z elektromobilů by mohl pomoci nejen rostlinný olej, ale také parafín
Emulzní technologie, vyvinutá výzkumníky, by mohla recyklační cyklus také zkrátit. Zpětně získaný materiál má krystalickou strukturu, která by mohla umožnit jeho okamžité opětovné použití při výrobě nových baterií.
Britští výzkumníci jsou na svůj objev náležitě hrdí a domnívají se, že jejich rychlá a jednoduchá metoda, která navíc není nijak nákladná, může do budoucna přinést revoluci v recyklaci baterií. Umožnila by ji provádět ve velkém měřítku.
Podle informací ve zveřejněné studii nová metoda umožňuje separaci aktivních materiálů baterie s čistotou až 96 %. Kromě rostlinných olejů se dá použít i kerosin. Nezodpovězenou otázkou ovšem zůstává, zda je nová technologie použitelná i ve větším měřítku. Doposud totiž byla testována pouze v laboratorních podmínkách.
Zdroj: RSC Sustainability
