Artikel ini telah ditinjau sesuai dengan prosedur dan kebijakan editorial Science X. Para editor telah menekankan kualitas berikut sambil memastikan integritas konten:
Baterai lithium-ion bekas dari ponsel, laptop, dan semakin banyak kendaraan listrik terus menumpuk, tetapi opsi daur ulang masih terbatas pada pembakaran atau pelarutan kimia pada baterai yang rusak. Metode saat ini dapat menimbulkan masalah lingkungan dan sulit diproduksi secara ekonomis dalam skala industri.
Proses tradisional mendaur ulang beberapa bahan baterai dan mengandalkan alkali kaustik, asam anorganik, dan bahan kimia berbahaya yang dapat menimbulkan kotoran. Ekstraksi logam kritis juga memerlukan pemisahan dan pengendapan yang rumit. Namun, daur ulang logam seperti kobalt dan litium dapat mengurangi polusi, ketergantungan pada sumber asing, dan menyumbat rantai pasokan.
Para peneliti di Laboratorium Nasional Oak Ridge, Departemen Energi AS telah menyempurnakan metode melarutkan baterai dalam larutan cair untuk mengurangi jumlah bahan kimia berbahaya yang digunakan dalam proses tersebut. Penelitian mereka dipublikasikan dalam jurnal Energy Storage Materials.
Solusi sederhana, efektif dan ramah lingkungan yang dikembangkan oleh peneliti ORNL mengatasi kendala utama yang dihadapi dengan metode sebelumnya.
Baterai bekas direndam dalam larutan asam sitrat organik (yang secara alami terdapat dalam buah jeruk) yang dilarutkan dalam etilen glikol, zat antibeku yang umum digunakan dalam produk konsumen seperti cat dan kosmetik. Asam sitrat berasal dari sumber yang berkelanjutan dan lebih aman untuk ditangani daripada asam anorganik. Larutan yang ramah lingkungan ini menyediakan proses yang sangat efisien untuk memisahkan dan mendaur ulang logam dalam elektroda bermuatan positif baterai, yang disebut katode.
“Karena katode mengandung material penting, katode merupakan komponen termahal dari baterai mana pun, yang mencakup lebih dari 30 persen biayanya,” kata Yaokai Bai, anggota kelompok penelitian baterai ORNL. “Pendekatan kami dapat mengurangi biaya baterai dari waktu ke waktu.” Penelitian ini dilakukan di fasilitas produksi baterai Laboratorium Nasional Oak Ridge, fasilitas penelitian dan pengembangan baterai terbuka terbesar di Amerika Serikat.
Teknologi pemrosesan yang dikembangkan di sana memungkinkan hampir 100% kobalt dan litium dilarutkan dari katode tanpa menimbulkan pengotor ke dalam sistem. Teknologi ini juga mampu memisahkan larutan logam dari residu lainnya secara efektif. Yang terbaik dari semuanya, fungsi sekundernya adalah memulihkan lebih dari 96% kobalt dalam beberapa jam tanpa menambahkan bahan kimia tambahan, yang seringkali merupakan proses manual yang rumit untuk menyeimbangkan kadar asam.
"Ini adalah pertama kalinya sistem satu solusi mencakup fungsi pelindian dan pemrosesan," kata peneliti utama Lu Yu. "Sangat menarik untuk menemukan bahwa kobalt mengendap dan mengendap tanpa gangguan lebih lanjut. Kami tidak menduga hal ini."
Menghilangkan kebutuhan akan bahan kimia tambahan akan mengurangi biaya dan menghindari terbentuknya produk sampingan atau limbah sekunder. “Kami gembira bahwa proses daur ulang yang dikembangkan oleh para ilmuwan kami dapat membuka jalan bagi daur ulang bahan-bahan baterai yang lebih luas,” kata Ilyas Belharouaq, peneliti perusahaan dan direktur Divisi Elektrifikasi di Laboratorium Nasional Oak Ridge.
Bai mengatakan sifat pelindian asam sitrat dan etilen glikol telah dipelajari sebelumnya, tetapi metode ini menggunakan lebih banyak asam dan suhu yang lebih rendah dan kurang efektif.
"Kami terkejut melihat seberapa cepatnya zat itu keluar dari larutan," kata Bai. "Dengan asam organik biasanya butuh waktu 10 hingga 12 jam, tetapi yang ini hanya butuh waktu satu jam." Larutan tradisional yang menggunakan asam anorganik juga lebih lambat karena mengandung air, yang titik didihnya membatasi suhu reaksi.
Informasi lebih lanjut: Lu Yu et al., Pemisahan dan ko-presipitasi yang efisien untuk daur ulang katode yang disederhanakan, Energy Storage Materials (2023). DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103025
Jika Anda menemukan kesalahan ketik, ketidakakuratan, atau ingin mengajukan permintaan untuk mengedit konten di halaman ini, silakan gunakan formulir ini. Untuk pertanyaan umum, silakan gunakan formulir kontak kami. Untuk umpan balik umum, gunakan bagian komentar publik di bawah ini (ikuti panduannya).
Masukan Anda sangat penting bagi kami. Namun, karena banyaknya pesan, kami tidak dapat menjamin tanggapan yang dipersonalisasi.
Alamat email Anda hanya digunakan untuk memberi tahu penerima siapa yang mengirim email tersebut. Baik alamat Anda maupun alamat penerima tidak akan digunakan untuk tujuan lain. Informasi yang Anda masukkan akan muncul di email Anda dan tidak akan disimpan oleh Tech Xplore dalam bentuk apa pun.
Situs web ini menggunakan cookie untuk memudahkan navigasi, menganalisis penggunaan layanan kami, mengumpulkan data personalisasi iklan, dan menyediakan konten dari pihak ketiga. Dengan menggunakan situs web kami, Anda mengakui bahwa Anda telah membaca dan memahami Kebijakan Privasi dan Ketentuan Penggunaan kami.