ეს სტატია განხილულია Science X-ის რედაქციული პროცედურებისა და პოლიტიკის შესაბამისად. რედაქტორებმა ხაზი გაუსვეს შემდეგ თვისებებს, შინაარსის მთლიანობის უზრუნველყოფისას:
მობილური ტელეფონებიდან, ლეპტოპებიდან და ელექტრომობილებიდან სულ უფრო მეტი რაოდენობით ლითიუმ-იონური აკუმულატორები გროვდება, თუმცა გადამუშავების ვარიანტები ძირითადად შემოიფარგლება დაზიანებული აკუმულატორების დაწვით ან ქიმიურად გახსნით. ამჟამინდელ მეთოდებს შეუძლიათ გარემოსდაცვითი პრობლემების შექმნა და მათი ინდუსტრიული მასშტაბით ეკონომიურად წარმოება რთულია.
ტრადიციული პროცესები ზოგიერთი ელემენტის მასალის გადამუშავებას ახდენს და ეყრდნობა კაუსტიკურ ტუტეებს, არაორგანულ მჟავებს და სახიფათო ქიმიკატებს, რომლებსაც შეუძლიათ მინარევების შეტანა. კრიტიკული ლითონების მოპოვება ასევე მოითხოვს რთულ გამოყოფას და დალექვას. თუმცა, ისეთი ლითონების გადამუშავებას, როგორიცაა კობალტი და ლითიუმი, შეუძლია შეამციროს დაბინძურება, უცხოურ წყაროებზე დამოკიდებულება და მიწოდების ჯაჭვების დაბლოკვა.
აშშ-ის ენერგეტიკის დეპარტამენტის ოუკ-რიჯის ეროვნული ლაბორატორიის მკვლევრებმა დახვეწეს ელემენტების თხევად ხსნარში გახსნის მეთოდი, რათა შეამცირონ პროცესში გამოყენებული საშიში ქიმიკატების რაოდენობა. მათი კვლევა გამოქვეყნდა ჟურნალ „ენერგიის შენახვის მასალები“-ში.
ORNL-ის მკვლევარების მიერ შემუშავებული მარტივი, ეფექტური და ეკოლოგიურად სუფთა გადაწყვეტა გადალახავს წინა მეთოდებით წარმოშობილ ძირითად დაბრკოლებებს.
გამოყენებული ელემენტები ასველებენ ორგანული ლიმონმჟავას ხსნარში (რომელიც ბუნებრივად გვხვდება ციტრუსებში), რომელიც გახსნილია ეთილენგლიკოლში, ანტიფრიზში, რომელიც ხშირად გამოიყენება სამომხმარებლო პროდუქტებში, როგორიცაა საღებავები და კოსმეტიკა. ლიმონმჟავა მოდის მდგრადი წყაროებიდან და უფრო უსაფრთხოა გამოსაყენებლად, ვიდრე არაორგანული მჟავები. ეს ეკოლოგიურად სუფთა ხსნარი უზრუნველყოფს უკიდურესად ეფექტურ პროცესს ლითონების გამოყოფისა და გადამუშავებისთვის ელემენტის დადებითად დამუხტულ ელექტროდში, რომელსაც კათოდი ეწოდება.
„ვინაიდან კათოდი შეიცავს კრიტიკულად მნიშვნელოვან მასალებს, ის ნებისმიერი ბატარეის ყველაზე ძვირადღირებული ნაწილია, რაც მისი ღირებულების 30 პროცენტზე მეტს შეადგენს“, - თქვა იაოკაი ბაიმ, ORNL-ის ბატარეის კვლევითი ჯგუფის წევრმა. „ჩვენი მიდგომა დროთა განმავლობაში შეამცირებს ბატარეის ხარჯებს“. კვლევა ჩატარდა ოუკ რიჯის ეროვნული ლაბორატორიის ბატარეის წარმოების ობიექტში, რომელიც შეერთებულ შტატებში ყველაზე დიდი ღია ცის ქვეშ მომუშავე ბატარეის კვლევისა და განვითარების ობიექტია.
იქ შემუშავებული დამუშავების ტექნოლოგია საშუალებას იძლევა, კათოდიდან გამოვიდეს კობალტისა და ლითიუმის თითქმის 100% სისტემაში მინარევების შეყვანის გარეშე. მას ასევე შეუძლია ეფექტურად გამოყოს ლითონის ხსნარები სხვა ნარჩენებისგან. რაც მთავარია, მისი მეორადი ფუნქციაა კობალტის 96%-ზე მეტის აღდგენა რამდენიმე საათში დამატებითი ქიმიკატების დამატების გარეშე, რაც ხშირად რთული მექანიკური პროცესია მჟავა დონის დაბალანსებისთვის.
„ეს პირველი შემთხვევაა, როდესაც ერთი ხსნარის სისტემა მოიცავს გამორეცხვისა და დამუშავების ფუნქციებს“, - თქვა წამყვანმა მკვლევარმა ლუ იუმ. „საინტერესო იყო იმის აღმოჩენა, რომ კობალტი დაილექა და დაილექა შემდგომი დარღვევის გარეშე. ჩვენ ამას არ ველოდით“.
დამატებითი ქიმიკატების საჭიროების აღმოფხვრა ამცირებს ხარჯებს და თავიდან აგვაცილებს თანმდევი პროდუქტების ან მეორადი ნარჩენების წარმოქმნას. „ჩვენ აღფრთოვანებულები ვართ, რომ ჩვენი მეცნიერების მიერ შემუშავებული გადამუშავების ეს პროცესი გზას უხსნის კრიტიკული ელემენტების მასალების უფრო ფართო გადამუშავებას“, - განაცხადა ილიას ბელჰარუაკმა, კორპორატიულმა მკვლევარმა და ოუკ რიჯის ეროვნული ლაბორატორიის ელექტროფიკაციის განყოფილების დირექტორმა.
ბაის თქმით, ლიმონმჟავასა და ეთილენგლიკოლის გამორეცხვის თვისებები ადრეც იყო შესწავლილი, თუმცა ეს მეთოდი მეტ მჟავას და დაბალ ტემპერატურას იყენებდა და ნაკლებად ეფექტური იყო.
„გაგვიკვირდა, რამდენად სწრაფად გამოვიდა ის ხსნარიდან“, - თქვა ბაიმ. „ორგანული მჟავების შემთხვევაში, როგორც წესი, 10-დან 12 საათამდე სჭირდება, მაგრამ ამ შემთხვევაში მხოლოდ ერთი საათი დასჭირდა“. არაორგანული მჟავების გამოყენებით ტრადიციული ხსნარები ასევე უფრო ნელია, რადგან ისინი შეიცავენ წყალს, რომლის დუღილის წერტილი ზღუდავს რეაქციის ტემპერატურას.
დამატებითი ინფორმაცია: ლუ იუ და სხვ., ეფექტური გამოყოფა და თანადალექვა კათოდის გამარტივებული გადამუშავებისთვის, ენერგიის შესანახი მასალები (2023). DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103025
თუ ამ გვერდზე წააწყდებით ორთოგრაფიულ შეცდომას, უზუსტობას ან გსურთ მოთხოვნის წარდგენა კონტენტის რედაქტირების შესახებ, გთხოვთ, გამოიყენოთ ეს ფორმა. ზოგადი კითხვებისთვის, გთხოვთ, გამოიყენოთ ჩვენი საკონტაქტო ფორმა. ზოგადი გამოხმაურებისთვის გამოიყენეთ ქვემოთ მოცემული საჯარო კომენტარების განყოფილება (მიჰყევით მითითებებს).
თქვენი გამოხმაურება ჩვენთვის ძალიან მნიშვნელოვანია. თუმცა, შეტყობინებების დიდი მოცულობის გამო, ჩვენ არ შეგვიძლია გარანტია მივცეთ პერსონალიზებულ პასუხს.
თქვენი ელექტრონული ფოსტის მისამართი გამოიყენება მხოლოდ მიმღებებისთვის ელფოსტის გამომგზავნის შესახებ ინფორმაციის მისაწოდებლად. არც თქვენი და არც მიმღების მისამართი არ იქნება გამოყენებული სხვა მიზნებისთვის. თქვენს მიერ შეყვანილი ინფორმაცია გამოჩნდება თქვენს ელფოსტაში და Tech Xplore არ შეინახება რაიმე ფორმით.
ეს ვებსაიტი იყენებს ქუქი-ფაილებს ნავიგაციის გასამარტივებლად, ჩვენი სერვისების თქვენი გამოყენების გასაანალიზებლად, რეკლამის პერსონალიზაციის მონაცემების შესაგროვებლად და მესამე მხარის კონტენტის მოსაწოდებლად. ჩვენი ვებსაიტის გამოყენებით, თქვენ ადასტურებთ, რომ წაიკითხეთ და გესმით ჩვენი კონფიდენციალურობის პოლიტიკა და გამოყენების პირობები.