近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)陳維教授課題組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)尾氣中氮氧化物污染物的捕獲和轉(zhuǎn)化。
研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種無(wú)能量消耗的回收方法。該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。具體而言，在反應(yīng)過(guò)程中，鋰離子將自發(fā)地從廢舊鋰電池正極材料中脫出，并進(jìn)入電解液，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)生約0.4伏的輸出電壓。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。與此同時(shí)，這一過(guò)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。
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。針對(duì)電池回收工藝中各主要回收步驟的能耗、二氧化碳排放以及成本收益等方面進(jìn)行的系統(tǒng)性核算顯示，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)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(shì)。據(jù)成本收益計(jì)算結(jié)果分析，該策略也優(yōu)于傳統(tǒng)回收策略。
