Elektronikos įrenginių ir jiems reikalingų bei plačiausiai naudojamų ličio jonų baterijų poreikis auga geometrine progresija. Kaip ir naudoti nebetinkamų baterijų atliekos. Šiuo metu tokių baterijų perdirbimas reikalauja daug energijos ir yra visai nedraugiškas aplinkai, tačiau mokslininkai siūlo visiškai naują metodą ir tvirtina, kad iš jų metodu išgautų metalų pagamintos naujos baterijos kokybe niekuo nenusileidžia įprastais metodais gaminamoms baterijoms.
Apelsinų žievelės leidžia pigiai ir ekologiškai perdirbti panaudotas baterijas © Nanyango technologijos universitetas
Jei ličio jonų baterija neberodo tokių įkrovos rezultatų, kaip pirmąją darbo dieną – dar nereiškia, kad ji yra bevertė. Tokioje baterijoje yra daug vertingų metalų, kuriuos galima regeneruoti.
Dažniausiai baterijų perdirbimas yra imlus energijai ir atrodo taip. Ličio jonų baterijos pakaitinamos iki daugiau kaip 500 laipsnių pagal Celsijų. Prasideda lydymosi procesas ir baterijose esantys metalai ištirpsta, yra surenkami ir pakartotinai panaudojami.
Viskas atrodo gana paprasta, tačiau pats procesas reikalauja ne tik daug energijos, bet ir jo metu į aplinką yra išskiriamos nuodingos dujos.
Viena iš pažangesnių alternatyvų yra baterijų susmulkinimas ir jų paveikimas rūgštimis bei vandenilio peroksidu. Visą šį mišinį kaitinant, metalai nusodinami (išskiriami).
Ši vis dar eksperimentinė technika, žinoma kaip hidrometalurgija, yra ekologiškesnė, palyginus su baterijų lydymu. Tačiau pramoniniu mastu ir ji gali sukelti didelį teršalų kiekį.
Atsižvelgdami į šį apribojimą, Singapūro Nanyango technologijos universiteto mokslininkai vietoje įprastų rūgščių ir vandenilio peroksido nusprendė panaudoti apelsinų žieveles. Tiksliau, jie panaudojo orkaitėje džiovintas apelsinų žieveles, vėliau sumaltas į smulkius miltelius, ir drauge panaudojo citrinos rūgštį, gautą iš citrusinių vaisių.
Su tokiu absoliučiai ekologišku mišiniu mokslininkai sugebėjo iš panaudotų baterijų išgauti apie 90 proc. ličio, kobalto, nikelio ir mangano. Tai yra praktiškai toks pats efektyvumo lygis, kaip kad demonstruoja jau žinomos baterijų perdirbimo technologijos. Tačiau šiuo atveju, naudojant apelsinų žieveles, po baterijų perdirbimo proceso nebuvo nustatyta, kad liktų pavojingų atliekų.
„Svarbiausia yra apelsinų žievelėse esanti celiuliozė, kuri, ekstrahavimo metu, po pakaitinimo virsta cukrumi. Šie cukrūs pagerina metalų regeneravimą iš perdirbamų baterijų, o natūralūs apelsinų žievelėse esantys antioksidantai, tokie kaip flavonoidai ir fenolio rūgštys, tikėtina, kad taip pat prisideda prie šių metalų išgavimo“, – teigia vienas tyrimo vadovų, prof. Dalton‘as Tay‘us.
Tyrėjai tvirtina, kad jų technologija yra ne tik pigi, ekologiška ir efektyvi, bet ir iš išgautų metalų galima vėl gaminti geromis savybėmis pasižyminčias ličio jonų baterijas.
Mokslininkai pasinaudoję savo technika išgavo metalus ir iš jų pagamino naujas ličio jonų baterijas, kurių įkrovimo galia buvo panaši į masiškai gaminamų baterijų demonstruojamus rezultatus.
Toliau mokslininkai ketina atlikti papildomus bandymus ir sieks išsiaiškinti kitą labai svarbų baterijų rodiklį – įkrovimo/iškrovimų ciklų skaičių. Ar iš jų išgautų metalų pagamintos baterijos gali tarnauti tiek, kiek ir įprastos ličio-jonų baterijos.
Plačiau su tyrimo rezultatais galite susipažinti moksliniame žurnale „Environmental Science & Technology“.
