엄청난 양의 배터리 폐기물량... 98% 이상 회수 금속 재활용 기술 개발 This method recycles 98% of metals from batteries in 20 mins
20분 내 회수
미국 라이스 대 연구팀
전 세계적으로 재생 가능한 에너지원으로 이동함에 따라 배터리 수요가 급증할 것으로 예상되며, 지속 가능한 에너지 기술의 발전에 따라 배터리에 사용되는 귀금속에 대한 수요가 지속적으로 증가할 것입니다. 리튬 이온 배터리와 같이 이러한 배터리에 사용되는 많은 재료들은 풍부하게 구할 수 없으며, 이러한 수요를 충족시키는 가장 좋은 방법은 오래된 배터리를 재활용하는 것입니다.
이 임무를 돕기 위해, 미국 라이스 대학교의 한 연구팀은 그러한 배터리에 사용되는 금속의 98% 이상을 회수하는 것을 돕는 새로운 재활용 과정을 개발했습니다. 그 새로운 접근법은 오염되고 산성의 침출액으로부터 이차적인 폐기물 흐름을 크게 줄일 뿐만 아니라 재활용에 필요한 시간을 크게 단축시킵니다.
그들의 연구에 관한 자세한 내용은 사이언스 어드밴시스 저널에 실렸습니다.
Joule-heating process
연구팀은 양극과 양극을 합친 배터리 폐기물을 회사의 특허 받은 줄 가열 방법을 사용하여 단 몇 초 만에 달성한 2100도 켈빈 이상의 온도로 가열하거나 "플래시" 처리했습니다.
이 방법은 배터리 금속으로부터 비활성 층을 제거하고 산화 상태를 감소시켜 저농도 산에 용해되도록 할 수 있습니다. 연구원들에 따르면 배터리의 화학 물질에 상관없이 모든 금속은 2차 폐기물의 양을 줄이는 0.01M HCl과 같은 약한 산을 사용하여 우수한 수율로 회수할 수 있습니다. 이 공정은 재활용된 재료에 존재하는 금속을 회수하는 데 98%의 효율을 달성할 수 있습니다.
기존 방식에 비해 새로운 공정은 동일한 양을 용해하는 데 20분도 걸리지 않습니다. 이 공정은 에너지, 물, 산을 적게 사용하고 이산화탄소를 적게 배출함으로써 배터리 쓰레기 재활용 비용을 줄일 수 있습니다.4
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이 대학의 화학과 대학원생이자 이 연구의 공동저자인 진항 첸(Jinhang Chen)은 "우리는 '흑질량' ⎯에서 직접 금속을 회수하는 고수익 저비용 방법을 개발했습니다. 이 산업계는 전통적으로 사용 후 배터리 처리의 환경 발자국을 크게 줄이는 ⎯을 재활용하려고 노력하고 있습니다."라고 발표했습니다.
재활용의 역할
연구팀은 우리가 약 10년 동안 전기 자동차를 운전해 왔고, 그들의 많은 배터리가 이제 수명을 다하고 있기 때문에 배터리 재활용이 주목을 받고 있다고 제안합니다. 사용된 배터리를 재활용하는 것은 채굴이 환경에 미치는 악영향을 줄이는 데 도움이 될 뿐만 아니라, 많은 종류의 리튬 이온 배터리가 천연 광석보다 코발트와 니켈을 더 많이 함유하고 있기 때문에 현명한 재정적 결정입니다.
연구원들은 비록 전자 쓰레기의 양이 매년 9퍼센트씩 증가하고 있지만, 우리가 그렇게 할 수 없기 때문에 현재 배터리의 95퍼센트가 재활용되지 않고 있다고 말합니다. "현재의 많은 배터리 재활용 과정은 강력한 산을 사용하는 것을 수반하며, 이것들은 지저분하고 성가신 과정인 경향이 있습니다," 라고 라이스의 T.T와 차오 화학 재료 과학 및 나노 공학 교수가 말했습니다.
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