6日，記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)了解到，該校陳維教授課題組首次提出一種基于電化學(xué)原理的綠色可持續(xù)廢棄物回收管理策略，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢舊鋰離子電池正極材料中的鋰資源回收和工業(yè)尾氣中的氮氧化物污染物的捕獲和轉(zhuǎn)化。研究成果日前發(fā)表于《自然·可持續(xù)發(fā)展》。

據(jù)研究團(tuán)隊(duì)介紹，他們在研究中巧妙設(shè)計(jì)了一種無能量消耗的回收方法，利用尾氣中二氧化氮的電化學(xué)還原電位與廢舊電池正極材料的電化學(xué)氧化電位差，不僅成功回收廢舊電池正極材料中的鋰資源，還將二氧化氮轉(zhuǎn)化為高價(jià)值的硝酸鋰鹽。與此同時(shí)，這一過程還能實(shí)現(xiàn)大量的能量輸出，為鋰回收與污染物治理提供了一種高效、環(huán)保且具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的全新解決方案。

廢舊鋰離子電池正極和二氧化氮污染物同時(shí)回收設(shè)計(jì)思路。圖源：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)官網(wǎng)

“具體來說，鋰離子將自發(fā)地從廢舊鋰電池正極材料中脫出進(jìn)入電解液中，而另一側(cè)的二氧化氮?jiǎng)t會(huì)被還原為亞硝酸根，兩者結(jié)合形成的亞硝酸鋰為直接的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物，同時(shí)產(chǎn)生大約0.4V的輸出電壓。電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物亞硝酸鋰則會(huì)被空氣中的氧氣進(jìn)一步氧化成為更加穩(wěn)定的硝酸鋰產(chǎn)物。”陳維說。

在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步分析了研究提出的回收策略與傳統(tǒng)回收策略在經(jīng)濟(jì)和環(huán)保等方面的優(yōu)劣勢。針對(duì)電池回收工藝中各個(gè)主要回收步驟的能耗、二氧化碳排放以及成本收益進(jìn)行系統(tǒng)性的核算后顯示，研究團(tuán)隊(duì)提出的回收工藝在能耗和二氧化碳排放量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目前主流的回收策略，表明該策略在綠色可持續(xù)經(jīng)濟(jì)上具有絕對(duì)的領(lǐng)先優(yōu)勢。對(duì)成本收益計(jì)算結(jié)果分析，表明該策略也優(yōu)于其他四種傳統(tǒng)回收策略。