Այս հոդվածը վերանայվել է Science X-ի խմբագրական ընթացակարգերին և քաղաքականությանը համապատասխան։ Խմբագիրները ընդգծել են հետևյալ հատկանիշները՝ միաժամանակ ապահովելով բովանդակության ամբողջականությունը.
Բջջային հեռախոսներից, նոութբուքերից և էլեկտրական մեքենաների աճող թվից լիթիում-իոնային մարտկոցների թափոնները կուտակվում են, սակայն վերամշակման տարբերակները դեռևս մեծ մասամբ սահմանափակվում են այրմամբ կամ անսարք մարտկոցների քիմիական լուծարմամբ։ Ներկայիս մեթոդները կարող են բնապահպանական խնդիրներ ստեղծել և դժվար է տնտեսապես արտադրել արդյունաբերական մասշտաբով։
Ավանդական գործընթացները վերամշակում են որոշ մարտկոցային նյութեր և հենվում են կծու ալկալիների, անօրգանական թթուների և վտանգավոր քիմիական նյութերի վրա, որոնք կարող են խառնուրդներ ներմուծել: Կարևոր մետաղների արդյունահանումը նաև պահանջում է բարդ տարանջատում և նստեցում: Այնուամենայնիվ, կոբալտի և լիթիումի նման մետաղների վերամշակումը կարող է նվազեցնել աղտոտվածությունը, կախվածությունը օտարերկրյա աղբյուրներից և խցանումը մատակարարման շղթաներում:
ԱՄՆ Էներգետիկայի դեպարտամենտի Օուք Ռիջի ազգային լաբորատորիայի հետազոտողները կատարելագործել են մարտկոցները հեղուկ լուծույթում լուծելու մեթոդը՝ գործընթացում օգտագործվող վտանգավոր քիմիական նյութերի քանակը նվազեցնելու համար: Նրանց հետազոտությունը հրապարակվել է «Էներգիայի պահեստավորման նյութեր» ամսագրում:
ORNL հետազոտողների կողմից մշակված պարզ, արդյունավետ և էկոլոգիապես մաքուր լուծումը հաղթահարում է նախորդ մեթոդների հետ կապված հիմնական խոչընդոտները։
Օգտագործված մարտկոցները թրջվում են օրգանական կիտրոնաթթվի լուծույթում (բնականաբար հանդիպում է ցիտրուսային մրգերում), որը լուծված է էթիլենգլիկոլի մեջ, որը սպառողական ապրանքներում, ինչպիսիք են ներկերը և կոսմետիկան, սովորաբար օգտագործվող հակասառեցուցիչ է: Կիտրոնաթթուն ստացվում է կայուն աղբյուրներից և ավելի անվտանգ է օգտագործման համար, քան անօրգանական թթուները: Այս էկոլոգիապես մաքուր լուծույթը ապահովում է չափազանց արդյունավետ գործընթաց մետաղները մարտկոցի դրական լիցքավորված էլեկտրոդում, որը կոչվում է կաթոդ, առանձնացնելու և վերամշակելու համար:
«Քանի որ կաթոդը պարունակում է կարևորագույն նյութեր, այն ցանկացած մարտկոցի ամենաթանկ մասն է, որը կազմում է դրա արժեքի ավելի քան 30 տոկոսը», - ասաց ORNL-ի մարտկոցների հետազոտական ​​խմբի անդամ Յաոկայ Բայը: «Մեր մոտեցումը կարող է ժամանակի ընթացքում կրճատել մարտկոցների ծախսերը»: Ուսումնասիրությունը անցկացվել է Օուք Ռիջի ազգային լաբորատորիայի մարտկոցների արտադրության կենտրոնում, որը Միացյալ Նահանգների ամենամեծ բացօթյա մարտկոցների հետազոտական ​​և մշակման կենտրոնն է:
Այնտեղ մշակված մշակման տեխնոլոգիան թույլ է տալիս կաթոդից ներծծել կոբալտի և լիթիումի գրեթե 100%-ը՝ առանց համակարգում խառնուրդներ ներմուծելու։ Այն նաև ունակ է արդյունավետորեն առանձնացնել մետաղական լուծույթները այլ մնացորդներից։ Ամենակարևորը՝ դրա երկրորդային գործառույթը կոբալտի ավելի քան 96%-ի վերականգնումն է մի քանի ժամվա ընթացքում՝ առանց լրացուցիչ քիմիական նյութեր ավելացնելու, ինչը հաճախ բարդ ձեռքով գործընթաց է թթվային մակարդակը հավասարակշռելու համար։
«Սա առաջին անգամն է, որ մեկ լուծույթի համակարգը ներառում է լվացման և մշակման գործառույթները», - ասաց առաջատար հետազոտող Լու Յուն: «Հետաքրքիր էր պարզել, որ կոբալտը նստվածք է տվել և նստել առանց հետագա խախտման: Մենք նման բան չէինք սպասում»:
Լրացուցիչ քիմիական նյութերի անհրաժեշտության վերացումը նվազեցնում է ծախսերը և խուսափում է ենթամթերքների կամ երկրորդային թափոնների առաջացումից: «Մենք ոգևորված ենք, որ մեր գիտնականների կողմից մշակված այս վերամշակման գործընթացը կարող է հիմք հանդիսանալ կարևորագույն մարտկոցային նյութերի ավելի լայն վերամշակման համար», - ասաց Իլյաս Բելհարուաքը, կորպորատիվ հետազոտող և Օուք Ռիջի ազգային լաբորատորիայի էլեկտրաֆիկացման բաժնի տնօրենը:
Բայը նշեց, որ կիտրոնաթթվի և էթիլենգլիկոլի արտահոսքի հատկությունները նախկինում ուսումնասիրվել են, սակայն այս մեթոդը օգտագործում էր ավելի շատ թթու և ցածր ջերմաստիճաններ և պակաս արդյունավետ էր։
«Մենք զարմացանք, թե որքան արագ այն դուրս եկավ լուծույթից», - ասաց Բայը: «Օրգանական թթուների դեպքում դա սովորաբար տևում է 10-12 ժամ, բայց սա տևեց ընդամենը մեկ ժամ»: Անօրգանական թթուներ օգտագործող ավանդական լուծույթները նույնպես ավելի դանդաղ են, քանի որ դրանք պարունակում են ջուր, որի եռման կետը սահմանափակում է ռեակցիայի ջերմաստիճանը:
Լրացուցիչ տեղեկություններ՝ Լու Յու և այլք, Արդյունավետ բաժանում և համատեղ նստեցում կաթոդի պարզեցված վերամշակման համար, Էներգիայի կուտակման նյութեր (2023): DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103025
Եթե ​​այս էջում հանդիպեք տպագրական սխալի, անճշտության կամ ցանկանաք այս էջում բովանդակությունը խմբագրելու հարցում ներկայացնել, խնդրում ենք օգտագործել այս ձևը։ Ընդհանուր հարցերի համար խնդրում ենք օգտագործել մեր կապի ձևը։ Ընդհանուր արձագանքի համար օգտագործեք ստորև բերված հանրային մեկնաբանությունների բաժինը (հետևեք ուղեցույցներին)։
Ձեր կարծիքը շատ կարևոր է մեզ համար։ Սակայն, հաղորդագրությունների մեծ ծավալի պատճառով, մենք չենք կարող երաշխավորել անհատականացված պատասխան։
Ձեր էլեկտրոնային փոստի հասցեն օգտագործվում է միայն այն բանի համար, որ ստացողներին տեղեկացվի, թե ով է ուղարկել էլեկտրոնային նամակը: Ո՛չ ձեր հասցեն, ո՛չ էլ ստացողի հասցեն չեն օգտագործվի որևէ այլ նպատակով: Ձեր մուտքագրած տեղեկատվությունը կհայտնվի ձեր էլեկտրոնային նամակում և որևէ ձևով չի պահպանվի Tech Xplore-ի կողմից:
Այս կայքը օգտագործում է թխուկներ՝ նավարկությունը հեշտացնելու, մեր ծառայությունների ձեր օգտագործումը վերլուծելու, գովազդի անհատականացման տվյալներ հավաքելու և երրորդ կողմերից բովանդակություն տրամադրելու համար: Մեր կայքը օգտագործելով՝ դուք հաստատում եք, որ կարդացել և հասկացել եք մեր Գաղտնիության քաղաքականությունը և Օգտագործման պայմանները: