Problém s recyklací Li-ion baterií mohou vyřešit stoletím prověřené těžební metody

S rostoucím objemem produkovaných baterií a jejich pronikání do dalších sektorů včetně energetiky je stále aktuálnější i otázka jejich recyklace. Ne nadarmo se říká, že není třeba vymýšlet to, co už jednou bylo vymyšleno. Touto filosofií se řídil i vědecký tým na americké Michiganské technické univerzitě, který aplikoval léty prověřené metody užívané při těžbě rud a minerálů na separaci jednotlivých materiálů v lithium-iontových bateriích. Podle týmu mohou tyto spolehlivé a odzkoušené procesy přinést řešení ekonomické recyklace baterií.

S inovativním nápadem využití těžebních metod pro recyklaci baterií přišel vedoucí týmu Lei Pan, který vyučuje chemii na americké Michiganské technologické univerzitě. Jelikož těžba nerostných surovin byla předmětem jeho studií, není divu, že se na tento problém pokusil uplatnit právě tyto metody. Těžební metody 20. století tak mohou pomoci vyřešit i aktuální výzvy jak ekonomicky recyklovat jak malé baterie z mobilních zařízení, tak větší baterie využívané v elektromobilech či velkokapacitních bateriových úložištích elektrické energie.

„Měli jsme hodně wow reakcí od osmiletých dětí, které chtěly vědět, jak to funguje, až po úředníky z EPA (americká vládní Agentura pro ochranu životního prostředí, pozn. red.), kteří se divili, proč to zatím ještě nikdo neudělal. Moje odpověď pro EPA byla, že nikdo jiný neměl jako vedoucího týmu těžebního inženýra,“ říká Zachary Oldenburg, který se na výzkumu podílí.

Pro separaci jednotlivých složek baterií vědci využili běžné metody používané v těžebním průmyslu. Podařilo se jim tak snadno oddělit plášť baterie, kovové folie a potahy anody i katody, které obsahují oxidy lithia, nejcennější část celé baterie.

„Největší výhodou našeho procesu je, že není drahý a je energeticky efektivní. Pro účely repasování jsou naše materiály stejně dobré jako „panenské“ suroviny a jsou levnější,“ uvádí vědci.

Podla vedoucího týmu Pana může být pro průmyslové využití nejatraktivnější to, že jejich proces je již úspěšně odzkoušený. Pro oddělení mědi od hliníku vědci využili běžnou metodu sedimentace, pro oddělení klíčových materiálů včetně grafitu, lithia a kobaltu použili flotační metodu. Tyto metody jsou podle Pana nejlevnějšími postupy a pro jejich implementaci zde již existuje infrastruktura.

Podle Oldenburga tým vyzkoušel mnoho různých rozpouštědel pro oddělení jednotlivých chemikálií v baterii a po hodinách a hodinách práce nakonec zjistili, že nejlépe funguje čistá voda. Vědci sami přiznávají, že je v jejich snahách často posunula dál náhoda a metoda pokus-omyl.

Úvodní fotografie: Materiály získané z lithium-iontových baterií, autor: Lei Pan