导读:据外媒报道,瑞典查尔姆斯理工大学(Chalmers University of Technology)的研究人员提出从废旧电动汽车电池中高效回收金属的新方法。该方法可以回收电动汽车电池中100%的铝和98%的锂,同时将镍、钴和锰等有价值的原材料的损失降到最低。该工艺不需要使用昂贵或有害的化学物质,研究人员取而代之的是草酸——一种可以在植物中找到的有机酸。
“到目前为止,没有人能够找到正确的条件来使用草酸分离这么多的锂,同时去除所有的铝。由于所有电池都含有铝,我们需要能够在不损失其他金属的情况下去除它。”查尔姆斯理工大学化学与化学工程系博士生Léa Rouquette表示。
查尔姆斯理工大学化学与化学工程系(资料图);图片来源:查尔姆斯理工大学
在该大学的电池回收实验室,Rouquette和研究负责人Martina Petranikova展示了这一新方法的工作原理。该实验室收集废弃的汽车电池,并在通风柜中存放粉碎后的内容物。这些内容物呈现为黑色粉末状,且溶解在透明的草酸液体中。Rouquette生产粉末和液体的方式类似于厨房搅拌机。尽管这一过程看起来像冲泡咖啡一样简单,但具体操作是一项独特且最前沿的科学突破。通过微调温度、浓度和时间,研究人员研究出了一种全新的草酸配方。这种草酸成分环保,可以在大黄以及菠菜等植物中找到。
“我们需要无机化学品的替代品。当今工艺中最大的瓶颈之一就是去除铝等残留材料。这是一种创新方法,可以为回收行业提供新的替代,并帮助解决阻碍发展的问题。”查尔姆斯理工大学化学与化工系副教授Martina Petranikova表示。
水基回收方法也被称为湿法冶金。在传统的湿法冶金中,电动汽车电池中的所有金属都被溶解在无机酸里。然后,再去除铝、铜等杂质。最后,再单独回收有价值的金属,比如钴、镍、锰和锂。尽管残留的铝和铜量都很少,但需要多个纯化步骤,并且该过程中的每个步骤都会导致铝损失。采用这一新方法,研究人员得以颠倒顺序,首先回收锂和铝,从而可以减少制造新电池所需的贵重金属的浪费。
该工艺的后半部分,即过滤黑色混合物,也让人想起冲泡咖啡。虽然铝和锂最终进入液体,但其他金属仍然留在“固体”中。该工艺的下一步就是分离锂和铝。
“由于这些金属具有非常不同的特性,我们认为将它们分离并不困难。我们的方法是一条很有前景的电池回收新途径——一条绝对值得进一步探索的途径。”Rouquette表示。Petranikova也表示:“由于该方法可以扩大规模,我们希望它可以在未来几年用于工业生产。”
Petranikova的研究小组花费了多年时间对锂电池中金属回收进行前沿研究。该小组参与了与汽车公司的各种合作,开发电动汽车电池回收项目,包括沃尔沃汽车、Northvolt的Nybat项目。