Профессора Лестерского университета Эндрю Эббот и Джейк Янг разработали новый метод переработки литий-ионных аккумуляторов с помощью смеси воды и растительного масла. По данным исследования, опубликованного в январе этого года в журнале RSC Sustainability, технология позволяет извлекать из измельченных отходов такие ценные металлы, как никель, кобальт и литий. «Новый метод, в сравнении с уже существующими, сократит углеродный след от процесса переработки на 40%», — сообщают эксперты Nature Sustainability.
Как отмечают ученые, основа новой технологии — наноэмульсия воды и масла. Нанокапли масла, разделенные ультразвуком, прилипают к частицам графита и «склеивают» их, заставляя всплыть на поверхность воды. По данным исследования, ультразвуковое перемешивание разделяет капли до состояния 4% от начальной массы, ускоряя процесс до нескольких минут. После удаления масляно-графитового слоя оксиды лития, никеля и кобальта остаются в чистом виде, готовые для повторного использования. Технология позволяет извлечь до 90% металлов, сохранив их кристаллическую структуру.
В отличие от традиционных методов переработки, таких как пирометаллургия1 и гидрометаллургия2, новая технология, как отмечают ученые, «менее энергозатратна и более экологична», так как не предполагает использования токсичных реагентов и нагревания отходов выше 100°C в процессе сжигания.
«Это делает цепочку поставок аккумуляторов более устойчивой и дешевой, устраняя необходимость в последующей дорогостоящей очистке восстановленных металлов», — подчеркнул Эндрю Эббот в своей работе.
Согласно данным Международного энергетического агентства, к 2030 году спрос на литий, кобальт и никель вырастет в среднем на 112%. Как отмечают в исследовании Эндрю Эббот и Джейк Янг: «Без дополнительных инвестиций в улучшение цепочек поставок в ближайшее десятилетие материалы ЛИА3 (кобальт, никель, литий) окажутся в ситуации глобального дефицита баланса спроса и предложения4». По мнению ученых, новая технология переработки литий-ионных аккумуляторов снизит зависимость от добычи ископаемых, поскольку такой метод позволит извлекать ценные металлы из использованных батарей.
По оценкам компании по исследованию рынка Market Research Future, экономическая целесообразность переработки литий-ионных аккумуляторов «напрямую связана с увеличением производства электромобилей». Как сообщает компания, по результатам прошлого года 45,9% рынка переработки занял сегмент «электрокары» с рыночной стоимостью 3036,6 млн долларов США, на основе чего эксперты прогнозируют среднегодовой темп роста в 19,5% в период с 2024 по 2032 год. По подсчетам исследователей из Лестерского университета, только в Великобритании около 88 тыс. аккумуляторов для электромобилей с истекшим сроком службы ожидают утилизации в этом году.
«Проблема в том, что существует разделение между компаниями, которые производят батареи, и теми, кто будет их перерабатывать. Способ производства батарей делает их неоправданно сложными для переработки», — рассказал Сулалит Бандьопадхьяй, доцент кафедры химической инженерии Норвежского университета естественных и технических наук (NTNU), в интервью Norwegian SciTech News.
Развитию рынка переработки ЛИА препятствуют отсутствие стандартизации и ограниченная инфраструктура, технологическая, экономическая и правовая, — сообщает Market Research Future. Решение этих проблем, включая «внедрение замкнутого цикла и создание пилотной линии для переработки “черной массы5”» — цель проекта ReLiB от Института Фарадея, в рамках которого было реализовано исследование Лестерского университета.
Студентка 2 курса «Телерадиожурналистики» в НИУ ВШЭ и сотрудник SMM-отдела баскетбольной лиги 3X3 НИУ ВШЭ. Знает, как увлечь аудиторию даже самой сложной темой, используя современные медиаформаты, имеет опыт работы как с визуальным контентом (фото, видео), так и с текстовыми форматами. Обладает такими навыками, как: управление социальными сетями и создание контента, организация медиапроектов, навыки оперативной журналистики.