Ultrazvuk je známé technologické zařízení umožňující rodičům poprvé vidět své dítě. Výzkumníci z Královského technologického institutu KTH ve Švédsku hlásí, že jej lze při extrémně nízkých frekvencích použít k jinému účelu. Jako první zkusili ultrazvukovou extrakci cenných kovů z baterií NMC elektromobilu. Tato studie je dost možná klíčový příspěvek k procesu recyklace baterií.
Nová metoda nejenže využívá ultrazvukové vlny k procesu extrakce kovových iontů ze zničených baterií, ale také nabízí alternativu k současnému používání škodlivých vyluhovacích činidel, jako je kyselina sírová. Výsledkem je 50 % zkrácení doby extrakce a zvýšené zotavení kovových iontů, jako je lithium, kobalt, mangan a nikl, říká Xiong Xiao, výzkumník polymerních materiálů v KTH.
„Základním kamenem budoucího udržitelného trhu s bateriemi bude recyklace kovů efektivně využívající zdroje, což umožní nepřetržité dodávky surovin,“ říká Xiao. „Výhody budou přesahovat rámec elektrifikace automobilů až po nespočet systémů, které se spoléhají na udržitelné skladování energie – od mobilních telefonů po elektrické sítě.“
Ultrazvuk vysílá vlny mechanického tlaku s extrémně vysokými frekvencemi. V tomto případě vědci použili frekvenci 40 kHz – tón daleko přesahující sluchový rozsah lidí. Tyto vlny vytvářejí mikrobubliny, které se hroutí, generují místní teploty téměř 5 000 ° C a produkují vysoce reaktivní volné radikály. Výsledné míchání zvyšuje přenos hmoty v bateriových kovech do té míry, že pro extrakci kovů již nejsou nutné drsné chemikálie. Místo toho lze použít jemnější, pro životní prostředí bezpečné kyseliny, jako je kyselina citrónová a octová, říká Xiao.
Jak je uvedeno v časopise Green Chemistry , tato metoda dosáhla v průměru 97 % obnovy kovových iontů, což bylo podstatně vyšší množství regenerovaných kovových iontů než za stejných podmínek, kdy bylo použito pouze mechanické míchání. Nejvyšší výtěžnosti bylo dosaženo u kobaltu a niklu, dosáhlo více než 99 procent, zatímco lithium a mangan byly získány s účinností 94 až 96 procent.
„Xiong Xiao objevil způsob, jak eliminovat potřebu běžně používaných chemikálií, jako jsou silné kyseliny, které jsou téměř nezvladatelné,“ říká Richard Olsson, spoluautor a lektor Divize polymerních materiálů v KTH.
Olsson říká, že dalším krokem je optimalizace ultrazvuku, například pomocí různých úrovní intenzity a frekvence, aby se dosáhlo ještě rychlejší těžby cenných kovů baterie.
Xiaoova práce je součástí projektu 48228-1 PERLI (Proces pro efektivní recyklaci lithium-iontových baterií) financovaného Švédskou energetickou agenturou. Výzkum byl proveden ve spolupráci s výrobcem baterií Northvolt.
Zdroj: TechXplore
