Nový výzkum říká, že proces používaný k extrakci kofeinu z kávových zrn by mohl pomoci recyklovat baterie elektromobilů. A to s použitím méně chemikálií a zanechávat tak i méně sekundárního odpadu.
Zatímco rostoucí trh s elektrickými vozidly slibuje výrazné snížení uhlíkových emisí souvisejících s dopravou, panují velké obavy, co se stane s jejich bateriemi, jakmile přestanou být užitečné pro účely vysoké poptávky.
Životnost baterií elektromobilů se může pohybovat od 10 do 20 let. Poté se může mnoho degradovaných EV baterií ve skutečnosti použít v aplikacích druhé životnosti. Ale přijde čas, kdy i nízké nároky na skladování energie jsou příliš pro starší články.
Výzkumníci z University of Toronto tvrdí, že našli způsob, jak extrahovat vzácné kovy používané v bateriích EV. A to pomocí procesu zvaného „extrakce superkritickou tekutinou“.
Liší se od tradičních procesů, jako je pyrometalurgie a hydrometalurgie, které jsou oba energeticky náročné. Pyrometalurgie (,,pyro” znamená ,,oheň”) produkuje emise skleníkových plynů. A hydrometalurgie (,,hydro“ znamená ,,voda”) využívá kyseliny a zásady a vytváří odpadní vodu, která se musí následně zpracovat.
Zásadní zdroj pro obnovu baterií – káva
„Získání těchto kovů ze surové rudy vyžaduje spoustu energie,“ říká Jiakai (Kevin) Zhang, kandidát na doktorát v chemickém inženýrství a aplikované chemii. Ten se stává hlavním autorem nového článku, který se nedávno publikoval v časopise Resources, Conservation and Recycling.
„Blížíme se k bodu, kdy mnoho lithium-iontových baterií dosáhne konce své životnosti,“ říká vedoucí výzkumnice Gisele Azimi, profesorka na odděleních materiálových věd a inženýrství a chemického inženýrství a aplikované chemie.
,,Tyto baterie jsou stále velmi bohaté na zajímavé prvky a mohou poskytnout zásadní zdroj pro obnovu.“
Na druhé straně superkritická fluidní extrakce je proces, který se používá po léta k získání kofeinu z kávových zrn.
A nejen to, místo nebezpečných kyselin a zásad používá jako rozpouštědlo oxid uhličitý. Ačkoli je oxid uhličitý ve velkém množství nebezpečný kvůli dopadu na klima, jeho použití je mnohem bezpečnější než kyselé a zásadité chemikálie.
Bohaté, levné a inertní
„Výhodou naší metody je, že jako rozpouštědlo používáme oxid uhličitý ze vzduchu místo vysoce nebezpečných kyselin nebo zásad,“ říká. ,,Oxid uhličitý je hojný, levný a inertní a také se s ním snadno manipuluje, odvětrává a recykluje.“
Vědci tvrdí, že extrakcí kovů, jako je lithium, kobalt, nikl a mangan ze starých baterií, bude průmysl také schopen vyhnout se spotřebě více energie na těžbu materiálů.
„Pokud se má nadále těžit lithium, kobalt a nikl pro baterie a poté se na konci jejich životnosti uloží na skládku, stane se to negativním dopadem na životní prostředí. Zvláště pokud dojde k vyplavování korozivního elektrolytu a kontaminuje podzemní vodní systémy,“ říká Zhang.
„Pokud recyklujeme stávající baterie, můžeme udržet omezený dodavatelský řetězec a pomoci snížit náklady na baterie pro elektromobily. Díky čemuž budou vozidla dostupnější.“
Výzkum a jeho možnosti postupu do další fáze
Zatímco výzkum může trvat dlouho, než se posune ke komercializaci, vědci tvrdí, že jejich zjištění se zdají připravena postoupit do další fáze.
„Skutečně věříme v úspěch a výhody tohoto procesu,“ říká Azimi.
„Nyní směřujeme ke komercializaci této metody, abychom zvýšili úroveň její technologické připravenosti. Naším dalším krokem se stává dokončit partnerství pro vybudování průmyslových zařízení na recyklaci druhotných zdrojů. A to by znamenalo velkou změnu ve hře.“
Zdroj: thedriven, TowPoint
