超越“黑质”：科学家发现一种更环保的电动汽车电池回收方式 电子废弃物是一个规模庞大且迅速增长的问题，因为越来越多的电子设备在使用寿命结束时被丢弃进垃圾填埋场。如今，电子废弃物是全球增长速度最快的固体废弃物类别。 寻找新的方法来赋予旧电子产品以新的活力，或者回收其有价值的部件以进行再利用（比如贵金属和稀土矿物），这对于终结这种浪费循环至关重要，而且对于科技制造业而言，这还可能带来巨大的经济优势。其中一项最新的创新举措针对的是一个规模庞大且不断增长的电子废弃物流——电动汽车电池，旨在为其创造一种新的锂原料，从而采用更经济高效且更环保的生产方式。 据联合国全球电子废弃物监测报告称，2022年全球共丢弃了 6200 万吨电子设备，其中包含约 11 亿千克的铜、19 亿千克的镍和 11 亿千克的铝。这些金属都是清洁能源技术和基础设施建设所必需的，但其开采过程成本高昂且对环境有害。然而，这些数十亿千克的金属中仅有 20%得以回收，因为回收它们的成本仍高于开采新金属的成本。“这种废弃物的规模以及它与当前对相同材料的需求趋势之间的不匹配，实在令人震惊。” oilprice网站的一篇文章写道。 “越来越多的人认识到，完善的回收利用和废物管理计划将是安全、高效且环保的可再生能源产业不可或缺的一部分。”。“然而，私人投资和公共政策在实际解决这一问题方面进展甚微，” 这文章接着写道。 但科学家们一直在努力解决这个问题，探索以经济高效且符合商业可行性的方式对电子废弃物进行回收和再利用的新方法。在这些创新举措中，最具前景的一项是，莱斯大学的一组工程师对传统的锂回收方法进行了改进，找到了一种更清洁的方式来从废旧电动汽车电池中提取“白色黄金”。 与通常采用的耗能巨大且化学过程复杂的锂回收方法（这些方法通常包括将被称为黑质（Black Mass）的粉碎电池材料在强酸性溶液中熔炼或溶解）不同，该团队“开发了一种更清洁的方法，即对废弃的阴极材料进行充电，从而促使锂离子进入水中，在那里它们与氢氧化物结合形成高纯度的氢氧化锂”，这是据 Tech Xplore网 在 11 月发布的报告所述。 “我们提出了一个基本问题：如果给电池充电会将锂从阴极中提取出来，那为何不利用这一相同反应来进行回收呢？”据Tech Xplore网报道，莱斯大学化学与生物分子工程系主任、威廉·M·麦克卡德尔化学工程学教授西巴尼·莉萨·比斯瓦尔这样说道。“通过将这种化学反应与一个紧凑的电化学反应器相结合，我们能够干净地分离出锂，并生产出制造商所需要的精确盐类。” 这一方法可能会对整个行业产生重大颠覆性影响，因为当前的锂供应体系存在诸多严重缺陷。目前，锂的供应主要由中国主导。仅中国就占据了全球 85%至 90%的稀土矿到金属精炼环节，其精炼厂供应了全球 68%的钴、65%的镍以及 60%的电动汽车电池级锂。因此，全球每四块电动汽车电池中就有一块是在中国制造的。 除了担心这种主导会降低供应链的稳定性和韧性之外，锂的开采还伴随着重大的环境和公共健康方面的代价。开采一吨锂大约需要 50 万升水，而其开采和精炼过程中所使用的化学物质可能会污染剩余的水资源。 因此，对电动汽车电池中的锂进行闭环处理将带来多重协同效益。化学与生物分子工程系副教授、此次莱斯大学研究的合作者王浩天（音译）表示：“直接生产高纯度的氢氧化锂能够缩短回流至新电池的流程。” “这意味着减少了加工步骤、降低了废弃物排放，并且能构建出更具弹性的供应链。”
