Onderzoekers van de Amerikaanse Rice University hebben een baanbrekende methode ontwikkeld voor het extraheren van lithium uit gebruikte batterijen. Met behulp van microgolfstraling en een biologisch afbreekbaar oplosmiddel kan de nieuwe techniek tot 50% van het lithium terugwinnen in slechts 30 seconden. Dit is een aanzienlijke verbetering ten opzichte van conventionele methoden die minder dan 5% terugwinnen.
Waarom dit belangrijk is
De wereldwijde vraag naar lithium stijgt, gedreven door batterijen. Aangezien de extractie moet toenemen, moet ook de recycling toenemen en kan deze bijdragen aan de productie van duurzamere batterijen.
Het onderzoeksteam van Rice University, geleid door Sohini Bhattacharyya en Salma Alhashim, richtte zich op het aanpakken van de beperkingen van de huidige recyclingtechnieken, die vaak inefficiënt en schadelijk voor het milieu zijn. Traditionele methoden winnen minder dan 5% van het lithium terug als gevolg van vervuiling en energie-intensieve processen. Dit lage terugwinningspercentage, in combinatie met de stijgende vraag naar lithium-ionbatterijen (LIB’s), onderstreept de urgentie van efficiënte en duurzame recyclingoplossingen.
Microgolfstraling
De nieuwe methode maakt gebruik van microgolfstraling en een oplosmiddel (DES) dat bestaat uit cholinechloride en ethyleenglycol. Het proces is snel en kan tot 50% lithium uit gebruikte LIB-kathodes extraheren in slechts 30 seconden. Ter vergelijking: traditionele methoden hebben tot 12 uur nodig om vergelijkbare resultaten te behalen.
De innovatie is niet alleen efficiënt. Het gebruik van microgolfstraling vermindert ook het energieverbruik aanzienlijk, waardoor de ecologische voetafdruk van het recyclingproces tot een minimum wordt beperkt. Deze dubbele focus op snelheid en duurzaamheid maakt de methode een veelbelovende kandidaat voor wijdverspreide toepassing in de batterijrecyclingindustrie.
Voorzien in behoefte
De wereldwijde markt voor lithium-ionbatterijen werd in 2023 geschat op meer dan 65 miljard dollar en zal de komende acht jaar naar verwachting met meer dan 23% groeien. Deze groei wordt gedreven door de toenemende vraag naar elektrische voertuigen, opslag van hernieuwbare energie en draagbare elektronica. Naarmate het gebruik van LIB blijft toenemen, hebben we ook meer metalen zoals lithium, kobalt en nikkel nodig. De nieuwe methode kan een stabielere aanvoer van metalen garanderen.
Door de economische aspecten van het recyclen van batterijen te verbeteren, zou de nieuwe methode het ook aantrekkelijker kunnen maken voor bedrijven om te investeren in recyclinginfrastructuur, waardoor een circulaire economie in de batterijsector verder wordt bevorderd.
Een gezamenlijke inspanning
De ontwikkeling van deze methode was een gezamenlijke inspanning waarbij meerdere onderzoekers en afdelingen van Rice University betrokken waren. Pulickel Ajayan, Benjamin M. and Mary Greenwood Anderson Professor of Engineering en leider van het onderzoeksteam, benadrukte het belang van deze innovatie: “Deze methode verbetert niet alleen het terugwinningspercentage, maar minimaliseert ook de impact op het milieu.” De bevindingen van het team werden op 29 juli 2024 gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Functional Materials.
Vooruitblik
Door gebruik te maken van de kracht van microgolfstraling en biologisch afbreekbare oplosmiddelen hebben de onderzoekers een techniek ontwikkeld die zowel efficiënt als milieuvriendelijk is. Deze doorbraak biedt niet alleen een oplossing voor de huidige uitdagingen bij het recyclen van batterijen, maar vormt ook de basis voor toekomstige innovaties op dit gebied.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
