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新材料可高效回收电池!

2023-02-06 18:2762790

 

研究人员已经开发出一种方法来逆转电池的老化过程,并使它们可回收以打造更绿色的世界。



Chen Fang 拿着一个小瓶(左),里面装有来自电池的集电铜箔,在快释粘合剂溶解后,该电池已完全去除了有价值的电极成分,另一个小瓶(右)中的粘合剂正在碱性水中积极溶解。相比之下,传统的粘合剂像胶水一样将电极材料牢固地粘合到集电器上,这使得电池电极材料的分离和回收变得困难。图片来源:Marilyn Sargent/伯克利实验室



电池构成了大量的电子垃圾。每年大约有 280 亿块电池被丢弃。电池正在以可以重复使用的方式开发,我们通常使用的电池都是可充电的。但这并不意味着它们可以回收利用。随着时间的推移,即使是可充电电池也会失去效率,需要更换。但扔掉它们真的是唯一的选择吗?



迫切需要开始重新使用我们已经挖出的材料,并使电池生产过程对所有人都更安全、更公平。来自劳伦斯伯克利国家实验室 (Berkeley Lab) 的一组科学家发明了一种屡获殊荣的新型电池材料,可以同时满足这两个条件。他们的产品称为 Quick-Release Binder,可以简单且经济实惠地将锂离子电池中的有价值材料与其他组件分离,并回收它们以在新电池中重复使用。



用 Quick-Release Binder 制成的电池只需打开,放入室温碱性水中,轻轻摇动即可。分离的元素很容易从水中滤出并风干。回收公司的目标是使他们的过程尽可能高效,但由于大多数电池过去和现在的设计,回收这些元素仍然是能源密集型的、昂贵的,并且会释放出必须小心管理的有毒化学物质。



新型快速释放粘合剂由两种市售聚合物聚丙烯酸 (PAA) 和聚乙烯亚胺 (PEI) 制成,它们通过 PEI 中带正电的氮原子和 PAA 中带负电的氧原子之间的键连接在一起。当将固体粘合剂材料置于含有氢氧化钠 (Na+OH–) 的碱性水中时,钠离子会进入粘合部位,从而将两种聚合物分开。分离的聚合物溶解到液体中,释放出嵌入其中的任何电极组件。

    

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