中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士、唐伟研究员团队将材料接触起电这一物理现象与催化学科交叉融合,提出接触电致催化新机制,并开发了一种绿色、经济、高效的锂电池回收技术。近日,相关论文发表于《自然-能源》。
预计到2030年,全球废弃锂离子电池将达到200万吨/年,如果不能妥善处理,将带来严重的环境问题,对公众健康构成极大威胁。目前,锂电池回收方法主要有火法回收法、湿法回收法和直接回收法,这些方法都存在一定弊端。因此,有必要开发一种高效、经济、绿色的回收方法,以满足废弃锂离子电池指数级增长的需求。
唐伟告诉《中国科学报》:“我们提出接触电致催化回收锂电池的新机制,该方法以日常生活中常见的沙子的主要成分二氧化硅作为催化剂,以机械能为驱动,利用其与水接触起电产生的电子转移诱导产生超氧自由基、过氧化氢等活性物质,还原电极粉末中高价态的金属,从而实现锂、镍、锰、钴等金属的有效浸出。”
实验表明,在90摄氏度、超声6小时的条件下,钴酸锂电池中锂的浸出率达到100%、钴的浸出率达92.19%。对于三元锂电池,在70摄氏度、6小时的条件下,锂、镍、锰、钴的浸出效率分别为94.56%、96.62%、96.54%和98.39%。
“二氧化硅无须任何化学修饰,作为介电粉末催化剂成本低廉,符合大规模商业应用需求,而且只需通过简单的离心分离就可实现回收、循环利用,从而降低成本。”唐伟说。(记者张双虎)
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