科学家用果皮把旧电池变成新电池

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摘要：该团队使用橙皮演示了他们的概念，该方法可以有效地从电池废物中回收贵金属。然后，他们使用这些回收金属来制造功能性电池，在此过程中产生最少的无毒废物。 由新加坡南洋理工

该团队使用橙皮演示了他们的概念，该方法可以有效地从电池废物中回收贵金属。然后，他们使用这些回收金属来制造功能性电池，在此过程中产生最少的无毒废物。

由新加坡南洋理工大学 (NTU) 领导的科学家们开发出一种新方法，可以从废锂离子电池中提取和再利用贵金属，利用剥离废料制造新电池。

该团队使用橙皮展示了他们的概念，这种方法可以有效地从电池废物中回收贵金属。然后，他们使用这些回收金属制造功能性电池，在此过程中浪费最少。

科学家表示，他们的垃圾资源化处理方式不仅解决了食物垃圾，还解决了电子垃圾问题，支持发展零垃圾循环经济，让资源长期可用可能的。据估计，全球每年产生 13 亿吨食物垃圾和 5000 万吨电子垃圾。

废旧电池通常经过极端高温（超过 500°C）处理以冶炼有毒金属，从而释放出危险的有毒气体。目前正在探索使用强酸溶液或弱过氧化氢溶液提取金属的替代方法，但它们仍然会产生二次污染物，对健康和安全构成威胁，或者依赖危险且不稳定的过氧化氢。

NTU Singapore-CEA循环经济研究联盟（NTU SCARCE）实验室联合主任Madrawi Srinivasan教授说：“目前电子废物的工业回收过程是能源密集型的。有害污染物和液体废物的排放，指出随着电子垃圾数量的增加，迫切需要环保的方法。我们的团队已经证明可以使用可生物降解的物质。这些发现是基于南大能源研究所（ERI@N）。 SCARCE 实验室的成立是为了开发一种更环保的电子垃圾回收方法。这也是南大智能校园计划的一部分，该计划旨在为可持续发展的未来开发技术先进的解决方案。

Dalton Tai，南大材料科学与工程学院和生物科学学院的助理教授说：“在资源稀缺的新加坡，从城市中提取贵金属的城市采矿过程各种废旧电子产品变得非常重要。 .这样，我们不仅可以通过尽可能多地使用这些贵金属来解决资源枯竭问题，还可以解决电子垃圾和食物垃圾堆积的问题，这两者都是日益严重的全球危机。

这一发现发表在7月的科学期刊《环境科学与技术》上。

低成本、可持续的方法

随着回收产生有害污染物的电池废料的工业方法，越来越多地探索湿法冶金技术（使用水作为提取溶剂）是一种可能选择。这个过程包括首先对用过的电池进行粉碎和粉碎，形成一种称为黑色物质的粉碎材料。然后研究人员将贵金属从黑色物质中分离出来，将有毒金属溶解在强酸或弱酸和其他化学物质（如过氧化氢）的混合物中，然后让这些金属沉淀。

虽然与传统方法相比，它相对环保，但在工业规模上使用这种强化学物质可能会产生大量的二次污染物，对安全和健康构成重大风险。

南大团队发现，烤橙皮、橙皮粉和柠檬酸（柑橘类水果中的弱有机酸）的组合可以达到同样的目标。

在实验室实验中，研究小组发现他们的方法成功地从废锂离子电池中提取了约 90% 的钴、锂、镍和锰。方法是等价的。

Tay 教授解释说：“关键在于橙皮中的纤维素。在提取过程中，这种纤维素通过加热转化为糖。这些糖可以增强从电池废物中回收金属。橙色皮肤中天然产生的抗氧化剂，如类黄酮和酚酸，也有助于这种增强。

重要的是，发现该过程产生的固体残留物是无毒的。证明该方法是无害的，他补充说。

从回收材料，然后组装新的锂离子电池，显示出与商业广告相似的充电能力。目前正在进行进一步研究以优化这些由回收材料制成的新型电池的充放电循环性能.

这表明这项新技术“实际上可以从工业意义上回收废旧锂离子电池，”研究人员说。

该团队现在希望进一步改进电池的性能e 被处理为电池废料。他们也在优化条件以扩大生产，并探索在该过程中去除酸使用的可能性。

Madhavi 教授也是南大材料科学与工程学院和 ERI@N 的教授。他说：“这种废物回收的方法还可能扩展到其他类型的富含纤维素的果蔬废物，以及锂离子电池类型，例如磷酸铁锂和镍锰钴酸锂。这将有助于朝着电子垃圾的新循环经济迈进，并以更环保和可持续的方式为我们的生活提供动力。

文章来源：《纤维素科学与技术》 网址: http://www.qwskxyjs.cn/zonghexinwen/2021/0713/447.html

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