1. Լիթիումի երկաթի ֆոսֆատի վերամշակումից հետո աղտոտման խնդիրներ
Էլեկտրական մարտկոցների վերամշակման շուկան հսկայական է, և համապատասխան հետազոտական հաստատությունների տվյալներով՝ Չինաստանի դուրս մղված էլեկտրական մարտկոցների կուտակման ընդհանուր ծավալը, կանխատեսումների համաձայն, մինչև 2025 թվականը կհասնի 137.4 ՄՎտժ-ի։
Վերցնելով լիթիում-երկաթի ֆոսֆատային մարտկոցներՈրպես օրինակ, կան դրանց հետ կապված դուրս եկած մարտկոցների վերամշակման և օգտագործման հիմնականում երկու եղանակ՝ մեկը կասկադային օգտագործումն է, իսկ մյուսը՝ ապամոնտաժումն ու վերամշակումը։
Կասկադային օգտագործումը վերաբերում է լիթիում-երկաթի ֆոսֆատային մարտկոցների օգտագործմանը, որոնց մնացորդային հզորությունը ապամոնտաժումից և վերամիավորումից հետո կազմում է 30%-ից 80%, և դրանց կիրառմանը ցածր էներգիայի խտության տարածքներում, ինչպիսիք են էներգիայի կուտակիչները։
Ինչպես անունն է հուշում, ապամոնտաժումը և վերամշակումը վերաբերում է լիթիում-երկաթի ֆոսֆատային մարտկոցների ապամոնտաժմանը, երբ մնացած հզորությունը 30%-ից պակաս է, և դրանց հումքի, ինչպիսիք են լիթիումը, ֆոսֆորը և երկաթը դրական էլեկտրոդում, վերականգնումին։
Լիթիում-իոնային մարտկոցների ապամոնտաժումը և վերամշակումը կարող է նվազեցնել նոր հումքի արդյունահանումը՝ շրջակա միջավայրը պաշտպանելու համար, և նաև ունենալ մեծ տնտեսական արժեք՝ զգալիորեն նվազեցնելով արդյունահանման ծախսերը, արտադրական ծախսերը, աշխատուժի ծախսերը և արտադրական գծի դասավորության ծախսերը։
Լիթիում-իոնային մարտկոցների ապամոնտաժման և վերամշակման հիմնական նպատակն է հետևյալ քայլերը. նախ՝ լիթիումային մարտկոցների թափոնների հավաքագրում և դասակարգում, այնուհետև մարտկոցների ապամոնտաժում, և վերջապես՝ մետաղների առանձնացում և մաքրում: Գործողությունից հետո վերականգնված մետաղներն ու նյութերը կարող են օգտագործվել նոր մարտկոցների կամ այլ արտադրանքի արտադրության համար՝ զգալիորեն խնայելով ծախսերը:
Սակայն, այժմ, ներառյալ մարտկոցների վերամշակման ընկերությունների մի խումբ, ինչպիսին է Ningde Times Holding Co., Ltd.-ի դուստր ձեռնարկությունը՝ Guangdong Bangpu Circular Technology Co., Ltd.-ն, բոլորը բախվում են բարդ խնդրի. մարտկոցների վերամշակումը կարտադրի թունավոր ենթամթերքներ և կարտանետի վնասակար աղտոտիչներ: Շուկան շտապ կարիք ունի նոր տեխնոլոգիաների՝ մարտկոցների վերամշակման աղտոտվածությունն ու թունավորությունը բարելավելու համար:
2. LBNL-ը գտել է նոր նյութեր՝ մարտկոցների վերամշակումից հետո աղտոտման խնդիրները լուծելու համար։
Վերջերս ԱՄՆ-ում Լոուրենս Բերկլիի ազգային լաբորատորիան (LBNL) հայտարարեց, որ հայտնաբերել է նոր նյութ, որը կարող է վերամշակել լիթիում-իոնային մարտկոցների թափոնները միայն ջրով։
Լոուրենս Բերկլիի ազգային լաբորատորիան հիմնադրվել է 1931 թվականին և կառավարվում է Կալիֆոռնիայի համալսարանի կողմից՝ ԱՄՆ Էներգետիկայի նախարարության գիտական գրասենյակի համար։ Այն արժանացել է 16 Նոբելյան մրցանակի։
Լոուրենս Բերկլիի ազգային լաբորատորիայի կողմից հորինված նոր նյութը կոչվում է արագ անջատվող կապակցանյութ: Այս նյութից պատրաստված լիթիում-իոնային մարտկոցները կարող են հեշտությամբ վերամշակվել, էկոլոգիապես մաքուր են և ոչ թունավոր: Դրանք պարզապես պետք է ապամոնտաժվեն և դրվեն ալկալային ջրի մեջ, ապա մեղմ թափահարվեն՝ անհրաժեշտ տարրերը առանձնացնելու համար: Այնուհետև մետաղները զտվում են ջրից և չորացվում:
Համեմատած ներկայիս լիթիում-իոնային վերամշակման հետ, որը ներառում է մարտկոցների մանրացում և մանրացում, որին հաջորդում է այրումը՝ մետաղի և տարրերի տարանջատման համար, այն ունի լուրջ թունավորություն և վատ բնապահպանական արդյունավետություն։ Նոր նյութը համեմատաբար նման է գիշերվա և ցերեկի։
2022 թվականի սեպտեմբերի վերջին այս տեխնոլոգիան ընտրվեց որպես 2022 թվականին աշխարհում մշակված 100 հեղափոխական տեխնոլոգիաներից մեկը՝ R&D 100 մրցանակաբաշխության կողմից։
Ինչպես գիտենք, լիթիում-իոնային մարտկոցները բաղկացած են դրական և բացասական էլեկտրոդներից, բաժանիչից, էլեկտրոլիտից և կառուցվածքային նյութերից, սակայն թե ինչպես են այս բաղադրիչները համակցվում լիթիում-իոնային մարտկոցներում, լավ հայտնի չէ։
Լիթիում-իոնային մարտկոցներում մարտկոցի կառուցվածքը պահպանող կարևորագույն նյութը սոսինձն է։
Լոուրենս Բերկլիի ազգային լաբորատորիայի հետազոտողների կողմից հայտնաբերված նոր արագ արձակվող կապակցանյութը պատրաստված է պոլիակրիլաթթվից (PAA) և պոլիէթիլենիմինից (PEI), որոնք միացված են PEI-ում դրական լիցքավորված ազոտի ատոմների և PAA-ում բացասական լիցքավորված թթվածնի ատոմների միջև կապերով։
Երբ արագ լուծվող կապակցանյութը տեղադրվում է նատրիումի հիդրօքսիդ (Na+OH-) պարունակող ալկալային ջրի մեջ, նատրիումի իոնները հանկարծակի մտնում են կպչուն հատված՝ առանձնացնելով երկու պոլիմերները։ Առանձնացված պոլիմերները լուծվում են հեղուկի մեջ՝ ազատելով ներդրված էլեկտրոդի բոլոր բաղադրիչները։
Արժեքի առումով, երբ օգտագործվում է լիթիումային մարտկոցների դրական և բացասական էլեկտրոդներ արտադրելու համար, այս սոսինձի գինը կազմում է երկու ամենատարածված էլեկտրոդների մոտ մեկ տասներորդ գինը։
Հրապարակման ժամանակը. Ապրիլի 25-2023