С увеличением популярности электрических автомобилей и других устройств на основе литий-ионных аккумуляторов, спрос на литий стремительно растет. Однако добыча этого важного элемента может негативно сказываться на экологии, и существующие методы переработки часто оказываются неэффективными. Ученые из Университета Райса (США) представили новый подход, который обещает значительно ускорить процесс извлечения лития, снизив при этом его воздействие на окружающую среду.

Согласно последним исследованиям, рынок литий-ионных аккумуляторов оценивается примерно в 65 миллиардов долларов и ожидается, что он вырастет на 23% в течение следующих восьми лет. Это создает серьезные вызовы для устойчивости поставок лития, поскольку существующие рудники могут удовлетворить лишь половину потребностей к 2030 году. В условиях растущего спроса необходимо искать альтернативные методы получения и переработки лития.

Команда исследователей под руководством Сальмы Альхашим из Университета Райса разработала новый метод, который использует глубокие эвтектические растворители (DES) для извлечения лития из отработанных батарей. Эти растворители являются экологически чистыми и способны эффективно осаждать литий и другие металлы из растворов. Альхашим отметила, что традиционные методы извлечения лития часто требуют длительного времени и могут привести к деградации самого элемента.

Обычно для осаждения металлов требуется нагревание, которое в традиционных методах осуществляется с помощью масляной ванны. Однако этот процесс занимает много времени — до 12 часов. Исследователи из Райса решили использовать микроволны для ускорения реакции. Они знали, что хлорид холина, входящий в состав DES, хорошо поглощает микроволновое излучение, что позволяет значительно ускорить процесс.

Результаты экспериментов оказались впечатляющими: команда смогла осадить литий почти в 100 раз быстрее, чем при использовании масляной ванны. Им потребовалось всего 15 минут, чтобы вернуть 87% лития из раствора, что является настоящим прорывом в области переработки. Сохини Бхаттачарья, один из авторов исследования, сравнила этот метод с работой микроволновой печи, которая быстро разогревает пищу, передавая энергию непосредственно молекулам.

Этот новый подход не только ускоряет процесс извлечения, но и минимизирует воздействие на окружающую среду, что делает его многообещающим для масштабного внедрения. Исследователи также отметили, что метод можно адаптировать для извлечения других металлов, таких как кобальт или никель, что расширяет его применение в переработке различных типов батарей.

Пуликель Аджаян, автор-корреспондент исследования и заведующий кафедрой материаловедения и наноинженерии, подчеркнул, что их работа может стать основой для создания более устойчивых и эффективных систем переработки. С учетом растущего спроса на литий и необходимость снижения экологического воздействия, данный метод может стать важным шагом к более устойчивому будущему в области технологий, связанных с аккумуляторами.