Химики из Франции и Сингапура предложили добывать ценные металлы из литий-ионных аккумуляторов с помощью лимонной кислоты и восстановителя из экстракта апельсиновой кожуры. Новый способ позволяет регенерировать из катодного материала более 90 процентов кобальта без образования вредных побочных продуктов.

Результаты исследования опубликованы в журнале Environmental Science & Technology.

Рынок литий-ионных аккумуляторов постоянно растет и по прогнозам к 2026 году достигнет 139 миллиардов долларов. Вместе с производством растет и количество вышедших из строя аккумуляторов. В настоящее время в Евросоюзе перерабатывается только пять процентов использованных литий-ионных аккумуляторов, в других странах, в том числе и в России — еще меньше.

Между тем такая переработка могла бы быть очень выгодной: помимо лития, запасы которого на нашей планете истощаются, из использованных аккумуляторов можно регенерировать кобальт (Co), а также марганец (Mn) и никель (Ni).

Проблема в том, что дешевого, экологичного и безопасного способа выделения металлов из литий-ионных аккумуляторов пока не существует.

Металлы можно восстанавливать так называемым пирометаллургическим способом: длительным нагревом до температуры 500 градусов Цельсия и выше, которое требует больших затрат энергии.

Другой вариант — использование сильных неорганических кислот (серной, азотной, соляной) в сочетании с восстановителем (чаще всего это перекись водорода). Этот процесс протекает при более низкой температуре (от 100 до 200 градусов Цельсия), но у него есть другой существенный недостаток — образование большого количества вредных побочных продуктов, среди которых оксиды серы и азота, а также газообразный хлор.

Более мягкие и экологичные способы выделения металлов, которые основаны на использовании слабых неорганических кислот (например, лимонной) и более мягких восстановителей пока недостаточно эффективны, чтобы применять их в промышленности.

Чор Йонг Тай (Chor Yong Tay) и Мадхави Шринивасан (Madhavi Srinivasan) из Наньянского технологического университета в Сингапуре совместно с коллегами предложили одновременно экологичный и эффективный способ переработки литий-ионных аккумуляторов.