中国科大冲破锂电池绿色接纳手艺，同步完成锂接纳与能量输出

IT之家 2 月 13 日新闻，中国迷信技巧年夜学化学与资料迷信学院陈维教学课题组初次提出了一种基于电化学道理的绿色可连续放弃物接纳治理战略，可能同时实现废旧锂离子电池正极资料中的锂资本接纳跟产业尾气中的氮氧化物传染物的捕捉跟转化。相干结果已于 1 月 27 日宣布在《Nature Sustainability》上。研讨团队奇妙计划了一种能干量耗费的接纳方式，应用尾气中二氧化氮（NO2）的电化学复原电位与废旧电池正极资料的电化学氧化电位差，不只胜利接纳了废旧电池正极资料中的锂资本，还将二氧化氮转化为低价值的硝酸锂盐。与此同时，这一进程还能实现大批的能量输出，为锂接纳与传染物管理供给了一种高效、环保且存在经济代价的全新处理计划。详细而言，锂离子将自发地从废旧锂电池正极资料中脱出进入电解液中而另一侧的二氧化氮则会被复原为亚硝酸根，两者联合构成的亚硝酸锂为直接的电化学反映产品，同时发生约 0.38 V 的输出电压。电化学反映产品亚硝酸锂则会被氛围中的氧气进一步氧化成为愈加稳固的硝酸锂产品。NO2?捕捉： NO2+ e?→ NO2??Eo= 0.88 V vs. RHE (1)Li 接纳：LiFePO4? e?→ Li++ FePO4?Eo= 0.5 V vs. RHE (2)团体联合： LiFePO4+ NO2→ LiNO2+ FePO4输出 = 0.38 V (3)LiNO3?的产出：2LiNO2+ O2→ 2LiNO3?(4)一箭三雕的化学反映锂接纳：锂离子从正极资料（如 LiFePO?）中自发脱出，进入电解液；传染物转化：二氧化氮被复原为亚硝酸根（NO??），并与锂离子联合天生亚硝酸锂（LiNO?）；能量输出：反映进程发生 0.38V 电压，可直接用于驱动体系运转或贮存；产品进级：亚硝酸锂进一步氧化为高附加值的硝酸锂（LiNO?），普遍用于农业跟化工范畴。与传统接纳工艺比拟，该技巧也展示出了明显上风：能耗下降 90%：经由过程无外部能量输入的自立反映，年夜幅增加碳排放；传染物协同管理：单次处置可同步处理锂电池放弃与产业尾气传染成绩；经济效益晋升：硝酸锂产品代价较传统接纳的碳酸锂进步 30% 以上。研讨团队测算表现，该工艺全性命周期本钱仅为火法冶金技巧的 1/5，且金属接纳率超越 98%。中国科年夜表现，陈维教学团队此前在锂电池接纳范畴已获得多项冲破，包含开辟带电粉碎、高温挥发等翻新工艺。团队表现，下一步将优化反映器计划，晋升能量输出效力，并摸索钴、镍等贵金属的同步接纳计划。IT之家附论文地点：https://www.nature.com/articles/s41893-024-01505-5