國內(nèi)科學院北京納米能源與系統(tǒng)思索所王中林院士、唐偉探究員團隊將材料接觸起電這一物理現(xiàn)象與催化學科交叉結(jié)合，提出接觸電致催化新機制，并開發(fā)了一種綠色、經(jīng)濟、高效的鋰電池回收技術(shù)。近日，相關(guān)論文發(fā)表于《自然－能源》。
預期到2030年，全球廢棄鋰離子電池將達到200萬噸/年，假使不能妥善處理，將帶來緊要的環(huán)境問題，對公眾強壯構(gòu)成極大威脅。當前，鋰電池回收方法重要有火法回收法、濕法回收法和直白回收法，這些方法都存在一定弊端。因此，有必要開發(fā)一種高效、經(jīng)濟、綠色的回收方法，以滿足報廢鋰離子電池指數(shù)級增長的需求。
唐偉告訴《中國科學報》：“我們提出接觸電致催化回收鋰電池的新機制，該方法以通常生活中常見的沙子的嚴重成分二氧化硅看成催化劑，以機械能為驅(qū)動，利用其與水接觸起電產(chǎn)生的電子轉(zhuǎn)移誘導產(chǎn)生超氧自由基、過氧化氫等活性物質(zhì)，還原電極粉末中高價態(tài)的金屬，從而達成鋰、鎳、錳、鈷等金屬的有效浸出。”
實驗標明，在90攝氏度、超聲6小時的條件下，鈷酸鋰電池中鋰的浸出率達到100%、鈷的浸出率達92.19%。對于三元鋰電池，在70攝氏度、6小時的條件下，鋰、鎳、錳、鈷的浸出用意告別為94.56%、96.62%、96.54%和98.39%。
“二氧化硅無須任何化學修飾，看成介電粉末催化劑成本低廉，符合大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用需求，而且只需通過簡單的離心分離就可實現(xiàn)回收、循環(huán)利用，從而降低成本。”唐偉說。