我國科學(xué)院北京納米能源與系統(tǒng)斟酌所王中林院士、唐偉考慮員團(tuán)隊(duì)將材料接觸起電這一物理現(xiàn)象與催化學(xué)科交叉混入，提出接觸電致催化新機(jī)制，并開發(fā)了一種綠色、經(jīng)濟(jì)、高效的鋰電池回收技術(shù)。近日，相關(guān)論文宣布于《自然－能源》。
估計(jì)到2030年，全球扔棄鋰離子電池將達(dá)到200萬噸/年，如是不能妥善處理，將帶來嚴(yán)重的環(huán)境問題，對(duì)公眾壯健構(gòu)成極大威脅。現(xiàn)在，鋰電池回收方法重大有火法回收法、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(jì)、綠色的回收方法，以滿足廢棄鋰離子電池指數(shù)級(jí)增長的需求。
唐偉告訴《我國科學(xué)報(bào)》：“我們提出接觸電致催化回收鋰電池的新機(jī)制，該方法以常日生活中常見的沙子的重要成分二氧化硅當(dāng)成催化劑，以機(jī)械能為驅(qū)動(dòng)，利用其與水接觸起電產(chǎn)生的電子轉(zhuǎn)移誘導(dǎo)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(jià)態(tài)的金屬，從而實(shí)現(xiàn)鋰、鎳、錳、鈷等金屬的有效浸出。”
實(shí)驗(yàn)講明，在90攝氏度、超聲6小時(shí)的條件下，鈷酸鋰電池中鋰的浸出率達(dá)到100%、鈷的浸出率達(dá)92.19%。對(duì)于三元鋰電池，在70攝氏度、6小時(shí)的條件下，鋰、鎳、錳、鈷的浸出作用分別為94.56%、96.62%、96.54%和98.39%。
“二氧化硅無須任何化學(xué)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(shí)行回收、循環(huán)利用，從而降低成本。”唐偉說。