Baterie alkaliczne są w naszych pilotach, radiach, zabawkach, latarkach i wielu innych drobnych urządzeniach wymagających prądu. Jednak ich niewłaściwa utylizacja, gdy są zużyte, stwarza duże zagrożenie dla środowiska ze względu na zawarte w nich metale. Ich recykling nie tylko jest proekologiczny, ale także zapewnia zrównoważone źródło cennych materiałów.
Czytaj też: Tańsze niż akumulatory litowe i jeszcze “długowieczne”. Czym są te chińskie baterie?
Naukowcy z kanadyjskiego Université de Sherbrooke opracowali innowacyjną technikę ekstrakcji potasu, cynku i manganu ze zużytych baterii. Szczegóły opisano w czasopiśmie Journal of Chemical Technology and Biotechnology.
Skupiliśmy się na wydobywaniu głównych minerałów obecnych w bateriach alkalicznych, ponieważ stanowią one ponad 70 proc. objętości zużytych baterii w Ameryce Północnej. Badania te wspierają zasady gospodarki o obiegu zamkniętym, w której materiały są ponownie wykorzystywane i poddawane recyklingowi, tworząc zamknięty obieg. Dr Noelia Muñoz García z Université de Sherbrooke
Baterie alkaliczne zawierają skarby, którym można dać drugie życie
Technika opiera się na hydrometalurgii, która wykorzystuje roztwory wodne do ekstrakcji metali w procesie znanym jako ługowanie. Hydrometalurgię można przeprowadzać w temperaturze pokojowej, co czyni ją bardziej energooszczędną w porównaniu z metodami wysokotemperaturowymi.
Czytaj też: Polacy stworzyli fantastyczną baterię. Zadziwiające rozwiązanie nie wykorzystuje ciepła
Nowe podejście polega na zastosowaniu trzech oddzielnych etapów ekstrakcji metali. W innych procesach hydrometalurgicznych wszystkie metale można ekstrahować w jednym etapie ługowania, co powoduje powstanie złożonego składu odcieku, którego rozdzielenie na podstawowe składniki jest kosztowne.
Wykorzystując różne środki wymywające w trzech odrębnych fazach, badacze uzyskali odcieki o wyższej jakości. Proces ten doprowadził do całkowitej wydajności ekstrakcji na poziomie 99,6 proc. dla cynku i 86,1 proc. dla manganu.
Najważniejszym czynnikiem było znalezienie odpowiedniego środka wymywającego (w tym przypadku kwasu siarkowego) i środka redukującego (nadtlenku wodoru), co zwiększyło ekstrakcję tych pierwiastków. Dr Antonio Avalos Ramirez z Université de Sherbrooke
Kolejnym krokiem będzie opracowanie jednostek separacyjnych i oczyszczających w celu uzyskania cynku i manganu o jakości wystarczająco dobrej, aby wprowadzić je na rynek i wykorzystać w produkcji nowych towarów.
