الشروع في نهج رائد لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم باستخدام طريقة التحفيز الكهربائي التلامسي الثورية. تم تطوير هذه التقنية الصديقة للبيئة من قبل الأكاديمي Zhonglin Wang وفريقه في الأكاديمية الصينية للعلوم ، وتستخدم ثاني أكسيد السيليكون من الرمال الشائعة ، مما يعرض كفاءة ترشيح رائعة ويقدم حلا منخفض التكلفة وقابلا للتطوير لمواجهة التحدي العالمي المتزايد لبطاريات الليثيوم أيون المهملة.

طريقة إعادة التدوير المبتكرة: التحفيز الكهربائي التلامسي

قام الأكاديمي Zhonglin Wang وفريقه من الباحثين ، بما في ذلك الدكتور Wei Tang ، في معهد أبحاث الطاقة والأنظمة النانوية ، الأكاديمية الصينية للعلوم ، بدمج الظاهرة الفيزيائية لكهربة ملامسة المواد مع مجال الحفز. لقد اقترحوا آلية جديدة تسمى التحفيز الكهربائي التلامسي وطوروا تقنية خضراء وفعالة من حيث التكلفة وفعالة لإعادة تدوير بطارية الليثيوم.

التحدي المتزايد لبطاريات الليثيوم أيون المهملة

تشير التقديرات إلى أنه بحلول عام 2030 ، ستصل بطاريات الليثيوم أيون العالمية المهملة إلى مليوني طن سنويا. يمكن أن يشكل التعامل غير الكافي مع هذه البطاريات مشكلات بيئية خطيرة وتهديدا كبيرا للصحة العامة.

طرق إعادة تدوير بطارية الليثيوم الحالية

حاليا ، تشمل طرق إعادة تدوير بطاريات الليثيوم في المقام الأول إعادة التدوير الحراري ، وإعادة التدوير الهيدرولوجي ، وإعادة التدوير المباشر. ومع ذلك ، فإن هذه الأساليب لها حدودها. لذلك ، هناك حاجة لتطوير طريقة إعادة تدوير فعالة وفعالة من حيث التكلفة وصديقة للبيئة لتلبية النمو الهائل في بطاريات الليثيوم أيون المهملة.

الآلية الجديدة لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم

لقد اقترحنا آلية جديدة لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم من خلال التحفيز الكهربائي التلامسي. تستخدم هذه الطريقة ثاني أكسيد السيليكون ، وهو مكون رئيسي للرمل الشائع الموجود في الحياة اليومية ، كمحفز. إنه مدفوع بالطاقة الميكانيكية ويستفيد من النقل الإلكتروني الناجم عن الاتصال بين ثاني أكسيد السيليكون والماء لتوليد أنواع تفاعلية مثل جذور الأكسيد الفائق وبيروكسيد الهيدروجين. تستخدم هذه الأنواع النشطة لتقليل معادن الحالة عالية التكافؤ في مساحيق الأقطاب الكهربائية ، وبالتالي ترشيح المعادن بشكل فعال مثل الليثيوم والنيكل والمنغنيز والكوبالت.

كفاءة ترشيح مذهلة

أظهرت التجارب أنه في ظل ظروف 90 درجة مئوية و 6 ساعات من العلاج بالموجات فوق الصوتية ، وصل معدل ترشيح الليثيوم من بطاريات أكسيد الكوبالت الليثيوم إلى 100٪ ، وكان معدل ترشيح الكوبالت 92.19٪. بالنسبة لبطاريات الليثيوم أيون الثلاثية ، في ظل ظروف 70 درجة مئوية و 6 ساعات ، كانت كفاءة الترشيح للليثيوم والنيكل والمنغنيز والكوبالت 94.56٪ و 96.62٪ و 96.54٪ و 98.39٪ على التوالي.

ثاني أكسيد السيليكون: محفز منخفض التكلفة وصديق للبيئة

لا يتطلب ثاني أكسيد السيليكون أي تعديل كيميائي ويعمل كمحفز مسحوق عازل منخفض التكلفة ، مما يجعله مناسبا للتطبيقات التجارية واسعة النطاق. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تحقيق إعادة تدويرها وإعادة استخدامها من خلال الفصل البسيط بالطرد المركزي ، مما يقلل التكاليف بشكل أكبر.