より早く、より少ない環境負荷で電池をリサイクルする方法

より早く、より少ない環境負荷で電池をリサイクルする方法テクノロジー

社会の電化が進むにつれ、リサイクルが必要となる使用済み電池の量も増えています。

スウェーデン王立工科大学(KTH)の科学者たちは、使用済みのリチウム電池から貴重な金属をリサイクルする新しい方法を開発しました。

通常の半分の時間で、リチウム電池から金属を取り出すことができるのか?

世界中の家庭に普及している酸を抽出プロセスに使用することは可能でしょうか?

答えは「イエス」です。

スウェーデン王立工科大学の科学者たちは、その方法を発見しました。

スウェーデン王立工科大学の高分子材料部門の博士研究員であるXiong Xiao氏が、超音波を使った方法がGreen Chemistry誌に掲載されました。

「この方法では、通常の半分の時間で金属を抽出することができ、科学文献で報告されているよりも多くの金属イオンを取り出すことができます。抽出には硫酸ではなく、酢酸やクエン酸などの弱酸性の酸を使用しているので、作業環境や持続可能な開発の観点からも非常に有益です。」とXiong Xiao氏は言います。

99%リサイクル

科学者たちは、テスラの車やiPhoneに搭載されているような、世界で最も一般的なリチウムイオン電池を研究しました。

リチウムのほかに、ニッケル、コバルト、マンガンが含まれています。

科学者たちは、この電池に含まれる金属の99%までを取り出すことができました。

スウェーデン王立工科大学の科学者であり、高分子材料部門の大学講師であるRichard Olsson氏は、「Xiong Xiao氏は、超音波を利用することで、通常使用する強酸のような手に負えない化学物質を必要としない方法を発見しました。彼女は、どのような温度と濃度の穏やかな酸であれば、超音波が最適な方法で抽出を助けることができるかを理解するために、広範な研究を行いました。」

超音波の意義

Olsson氏は、抽出は、「残渣層移行制御」であると付け加えています。

つまり、抽出のボトルネックになっているのは、破砕された電池の粒の界面であり、ここで超音波が威力を発揮するということです。

「今回、この新しい方法が報告されたことで、今後は、この特殊な界面に合わせて超音波をさらに最適化することが可能になります。例えば、リサイクルしたい重要で高価な金属をより速く抽出するために、強度や周波数のレベルを変えてみるなどです。」

Xiong Xiao氏の研究は、スウェーデンエネルギー庁が出資するPERLI(Process for Efficient Recycling of Lithium Ion Batteries)プロジェクト48228-1の一部です。

また、バッテリーメーカーのNorthvolt社も出資しています。

Published by KTH Royal Institute of Technology. Xiong Xiao et al, Ultrasound-assisted extraction of metals from Lithium-ion batteries using natural organic acids, Green Chemistry (2021). DOI: 10.1039/D1GC02693C
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