Плазма и органические кислоты позволили повысить эффективность переработки батарей

Специалисты Университета Райса разработали технологию переработки литий-ионных аккумуляторов, позволяющую извлекать до 95% ценных металлов с использованием мягких химических растворов, включая лимонную кислоту.

Разработка основана на применении микроволновой плазмы, которая используется как предварительный этап обработки так называемой «черной массы» — смеси материалов, образующейся после измельчения отработанных батарей. В ее состав входят литий, кобальт, никель, марганец, алюминий и графит.

В отличие от традиционных методов, требующих высоких температур и агрессивных кислот, новая технология позволяет проводить извлечение при комнатной температуре. После кратковременного плазменного воздействия — порядка 15 минут — более 90% металлов удается извлечь с помощью слабых растворов, а литий может быть дополнительно выделен в воде.

Как отмечают разработчики, плазменная обработка разрушает оксидные структуры материалов и облегчает их последующее извлечение, одновременно снижая энергозатраты и химическую нагрузку на процесс.

Отдельным преимуществом технологии является возможность восстановления графита — ключевого компонента анода аккумуляторов, который в традиционных процессах, как правило, теряет свои свойства и не возвращается в производство. В данном случае очищенный графит сохраняет характеристики и может повторно использоваться в батареях.

По оценкам исследователей, сегодня перерабатывается менее 10% отработанных аккумуляторов, несмотря на растущий спрос на критические минералы. Новая технология рассматривается как один из инструментов развития «городской добычи» — извлечения ресурсов из отходов.

Разработка уже запатентована, а команда работает над ее масштабированием и коммерческим внедрением. Предварительный технико-экономический анализ показывает, что предложенный метод может быть более эффективным по сравнению с существующими промышленными решениями.