Illinois化学和生物分子工程教授萧肃和他的同事们发现了一种经济且可持续的方法，可以将钴和镍从电池中分离出来，用于电池回收利用——使废电池电极成为这些有价值金属的二次来源。信用:弗雷德·兹维奇废旧锂离子电池含有有价值的金属，这些金属很难为了回收利用而相互分离。废旧电池是这些金属的可持续来源，尤其是钴和镍，但目前用于分离它们的方法存在环境和效率方面的缺陷。一项新技术利用电化学来有效分离和回收金属，使废电池成为钴和镍的高度可持续的二次来源——目前钴和镍的储量正在减少。由伊利诺伊大学香槟分校化学和生物分子工程教授萧肃领导的一项新研究使用选择性电沉积从商业来源的锂镍锰钴氧化物(或NMC)电池电极中回收有价值的金属。该方法发表在《自然通讯》杂志上，从用过的NMC电极废料中产生的钴和镍的最终产品纯度分别约为96.4%和94.1%。
苏说，钴和镍具有相似的电化学性质——或标准还原电位——这使得化学家很难从电池电极中回收纯形式的每种金属。
“从电池电极中回收钴和镍的方法有很多种，但都有缺点，”苏说。“大多数需要高能耗的高温工艺或强溶剂，这给处置带来了挑战。该行业需要不会造成高能耗或有毒废物等额外问题的方法。”
这项研究的独特之处在于该团队开发了一种可调液体电解质和电极上的聚合物涂层。
在实验室里，研究人员将电解质-聚合物方法与完全放电的NMC电池电极的分解、沥滤和液化成分相结合。通过调整电解质的盐浓度和聚合物涂层的厚度，研究人员注意到，通过顺序电沉积，钴和镍的不同沉积物积聚在电极表面。到该过程结束时，电极已经收集到高纯度的钴和镍涂层。
该研究报告称，对新方法的经济分析表明，只要综合考虑材料收入、材料成本和能源消耗，它与当前的锂电池回收方法具有竞争力。
“未来需要对该工艺进行进一步的工程优化，但这项首次概念验证研究证实，低温钴和镍电化学回收是可能的，”苏说。“我们非常兴奋，因为这项研究展示了一个可持续电驱动分离用于回收电化学电池的伟大例子。”
苏还隶属于贝克曼高级科学技术研究所，也是伊利诺伊大学土木与环境工程教授。这项工作由伊利诺伊州博士后研究助理金克勇领导，研究生达连·雷蒙德和里卡多·坎德拉戈为此做出了贡献。
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