Литиевые батареи предложили восстанавливать с помощью лимонной кислоты

При этом в этой технологии не используются токсичные расходные материалы, вместо них – азот, вода и лимонная кислота. Статью с описанием методики опубликовал научный журнал Joule, передает tass.ru

«Батареи с катодом на основе лития, железа и фосфата дешевы и долговечны, однако их переработка нерентабельна. Как и в случае с пластиком, сырье для производства этих аккумуляторов очень дешево, а расходы на его извлечение из отработавших батарей в прошлом были очень высокими», – рассказал один из авторов работы, доцент Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) Чэнь Чжэн.

Литий-ионные аккумуляторы – основной источник питания для всех автономных электрических устройств, начиная со смартфонов и заканчивая межпланетными зондами и промышленными приборами. У них есть как плюсы, так и минусы. Среди последних – медленная скорость зарядки, взрывоопасность и низкая емкость, из-за которой ограничено производство и использование электромобилей.

Вдобавок запасов лития, кобальта и других элементов, которые используют для производства этих батарей, на планете не очень много. Их могут исчерпать еще до конца XXI века. Химики и физики давно пытаются решить эту проблему. С одной стороны, они пытаются заменить соли лития другими веществами, с другой – придумывают, как утилизировать изношенные аккумуляторы, чтобы использовать их как сырье для новых батарей.

Подобные методики пока используются не очень широко. Дело в том, что для них нужно большое количество энергии и других ресурсов, а также они в большой мере вредят окружающей среде. Поэтому около 97–98% литий-ионных аккумуляторов сейчас отправляют на свалки, где они накапливаются уже несколько десятилетий.

Калифорнийские химики сделали первый шаг к решению этой проблемы. Они придумали, как восстанавливать катоды аккумуляторов при относительно низких температурах, около 60-80 °С с помощью простых и дешевых реагентов – азота, воды, солей лития и лимонной кислоты.

Опыты ученых показали, что практически весь литий из отработанных батарей можно извлечь и затем восстановить их, размельчив катод и вымочив получившийся порошок в растворе солей лития и лимонной кислоты. После промывки и сушки восстановленный материал можно практически сразу ввести назад в батарею. При этом ее емкость и мощность будут прежними.

Добившись успеха в этом направлении, химики пытаются понять, как можно максимально эффективно организовать процесс переработки батарей с точки зрения логистики. Как только они это узнают, подобную методику восстановления аккумуляторов можно будет внедрять в промышленность.