Исследователи смогли извлечь кобальт с чистотой 99,6%, никель с чистотой 99,7% и литий с чистотой 99,9% из отходов аккумуляторных батарей. По словам постдокторанта Сами Виролайнена, проводившего исследование, чистота металлов, используемых в качестве сырья при производстве аккумуляторов, особенно важна.
«Для производства новых батарей требуются металлы особенно высокой чистоты. Если чистота лития ниже 99,5 процента, он не подходит в качестве сырья для батарей. Другими словами, разница между чистотой 99,4 и 99,9 процента составляет очень важно ".Важность лития и кобальта возрастает, поскольку они необходимы в батареях электронных устройств и особенно в электромобилях.
Прогнозы показывают, что глобальная потребность в литии может увеличиться в четыре раза в период с 2011 по 2025 год. В Европе мало первичных ресурсов лития, а это означает, что добыча и извлечение из вторичного сырья являются важными способами обеспечения его доступности.«Литий не считался в ЕС важным сырьем, и он не особенно дорог. Однако изменение спроса делает его сырьем, представляющим значительный общественный интерес», — размышляет Виролайнен.
Использованные батареи представляют собой потенциальный источник сырья для восстановления лития, количество которого постоянно увеличивается. Более того, срок службы батарей составляет всего около десяти лет. Другими словами, аккумуляторы продолжают накапливаться, но также и металл, пригодный для вторичной переработки из аккумуляторных отходов.В ходе исследования в экспериментальном масштабе были выделены металлы с помощью жидкостно-жидкостной экстракции.
При этом экстракция происходит между двумя жидкими фазами, которые не растворяются друг в друге. Сначала из раствора отделяются все другие примеси, остаются только литий, кобальт и никель. Предыдущие исследования пытались извлечь все три металла, но удалось извлечь только два с относительно высокой чистотой и третий с низкой чистотой.«В качестве процесса разделения жидкость-жидкостная экстракция является жизнеспособным вариантом, когда требуется почти 100-процентная чистота и высокая степень извлечения».
Из трех металлов никель используется в меньших количествах для производства батарей, и его доступность не подвергается риску. Однако в природе он всегда связан с кобальтом, и их трудно разделить. Для использования в батареях кобальт необходимо отделить от никеля.
О высоком уровне извлечения никеля свидетельствует чистота двух других элементов.Исследование проводилось с помощью устройства с высокими расходами, имитирующего промышленные масштабы.
Результаты исследования были представлены на конференции «Циркулярные материалы», организованной Технологическим университетом Чалмерса в начале мая 2016 года.