Naukowcy reprezentujący chiński Southern University of Science and Technology opracowali metodę, która może jednocześnie rozwiązać dwa istotne problemy związane z ochroną środowiska: odpady tworzywa sztucznego PET i zużyte baterie litowo-jonowe. Technologia ta opiera się na synergicznym procesie pirolizy, który umożliwia skuteczne odzyskiwanie cennych metali, takich jak lit, nikiel, kobalt i mangan, przy jednoczesnym zmniejszeniu ilości odpadów z tworzyw sztucznych.
Wykorzystując laboratoryjny proces pirolizy w temperaturze 550°C przez 30 minut, naukowcy połączyli zużyte katody akumulatorów litowo-jonowych (zawierające metale Ni-Co-Mn) z odpadami PET. Kluczowe było zrozumienie reakcji chemicznych zachodzących między tymi dwoma materiałami, co umożliwiło skuteczne oddzielenie metali bez użycia dodatkowych środków chemicznych. Zaowocowało to odzyskaniem do 99% litu, niklu, kobaltu i manganu.
Chociaż PET ma tendencję do degradacji w stosunkowo niskich temperaturach, co zwykle stanowi problem w kontekście przetwarzania, w tym przypadku właściwości te zostały wykorzystane jako zaleta. Degradacja PET uwalnia aktywne rodniki i gazy redukujące, które destabilizują strukturę krystaliczną katod NCM, ułatwiając separację metali. Ponadto, zastosowanie PET obniżyło zarówno temperaturę, jak i czas procesu, co przełożyło się na oszczędność energii.
Proponowana metoda pirolizy pozwala na:
- – Zmniejszenie ilości odpadów PET, który jest jednym z najczęściej używanych i trudnych do recyklingu tworzyw sztucznych.
- – Efektywne odzyskiwanie kluczowych metali do produkcji nowych baterii, co jest szczególnie ważne w kontekście rosnącego popytu na pojazdy elektryczne.
- – Zmniejszenie obciążenia dla środowiska, eliminacja konieczności wydobywania surowców i redukcja emisji gazów cieplarnianych.
Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Communications Engineering i mogą stanowić podstawę dla skalowalnych, energooszczędnych rozwiązań w zakresie recyklingu. Łączenie odpadów z różnych źródeł w jeden proces to kierunek, który może zrewolucjonizować podejście do gospodarki o obiegu zamkniętym w przemyśle chemicznym i elektronicznym.
