科技日報記者 吳長鋒
6日，記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)了解到，該校陳維教授課題組首次提出一種基于電化學(xué)原理的綠色可持續(xù)廢棄物回收管理策略，能夠同時實現(xiàn)廢舊鋰離子電池正極材料中的鋰資源回收和工業(yè)尾氣中的氮氧化物污染物的捕獲和轉(zhuǎn)化。研究成果日前發(fā)表于《自然·可持續(xù)發(fā)展》。
據(jù)研究團隊介紹，他們在研究中巧妙設(shè)計了一種無能量消耗的回收方法，利用尾氣中二氧化氮的電化學(xué)還原電位與廢舊電池正極材料的電化學(xué)氧化電位差，不僅成功回收廢舊電池正極材料中的鋰資源，還將二氧化氮轉(zhuǎn)化為高價值的硝酸鋰鹽。與此同時，這一過程還能實現(xiàn)大量的能量輸出，為鋰回收與污染物治理提供了一種高效、環(huán)保且具有經(jīng)濟價值的全新解決方案。
“具體來說，鋰離子將自發(fā)地從廢舊鋰電池正極材料中脫出進入電解液中，而另一側(cè)的二氧化氮則會被還原為亞硝酸根，兩者結(jié)合形成的亞硝酸鋰為直接的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物，同時產(chǎn)生大約0.4V的輸出電壓。電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物亞硝酸鋰則會被空氣中的氧氣進一步氧化成為更加穩(wěn)定的硝酸鋰產(chǎn)物。”陳維說。
在此基礎(chǔ)上，團隊進一步分析了研究提出的回收策略與傳統(tǒng)回收策略在經(jīng)濟和環(huán)保等方面的優(yōu)劣勢。針對電池回收工藝中各個主要回收步驟的能耗、二氧化碳排放以及成本收益進行系統(tǒng)性的核算后顯示，研究團隊提出的回收工藝在能耗和二氧化碳排放量上遠遠低于目前主流的回收策略，表明該策略在綠色可持續(xù)經(jīng)濟上具有絕對的領(lǐng)先優(yōu)勢。對成本收益計算結(jié)果分析，表明該策略也優(yōu)于其他四種傳統(tǒng)回收策略。
