CO2 Používaný k Extrakci Cenných Surovin ze Starých Baterií

Po celá desetiletí se vědci snažili najít využití pro atmosférický oxid uhličitý. Nyní vědci zjistili, že lze použít k extrakci užitečných kovů z vyřazených baterií.

Je to průlom, který pomůže vyřešit dva hlavní problémy; snížení emisí skleníkových plynů z průmyslu a zvýšení recyklace odpadu ze surovin.

V publikaci studie v časopise Nature Chemistry vědci uvádějí, jak se vyvinuli: „… spontánní fixace CO2 průmyslovými polyaminy jako strategie generování dynamických knihoven ligandů pro separaci a regeneraci kovů.“

Předchozí studie poskytly možné způsoby pro použití oxidu uhličitého jako suroviny pro výrobu dalších chemikálií. Například chemici z University of Delaware nedávno „použili elektrochemický průtokový reaktor, který [byl přiváděn]… jak oxid uhelnatý, tak amoniak, sloučenina obsahující dusík. [Nalezení] procesu, který umožnil týmu syntetizovat chemikálie, které dosud nebyly vyrobeny tímto způsobem, včetně amidů, které mohou být použity ve farmaceutické syntéze. “

Většina objevů tohoto druhu však byla příliš energeticky náročná na to, aby byla finančně životaschopná pro průmyslovou výrobu. I přes velké množství výzkumu, používání CO2 jako výchozího materiálu,vysoké náklady na energii zabránily rozsáhlému přijetí takových technologií.

Jedním z jednoduchých způsobů, jak nakládat se 4% skleníkových plynů emitovaných chemickým průmyslem do atmosféry, je zachycování a ukládání uhlíku (CCS), které drží oxid uhličitý pod zemí, například v opuštěných uhelných dolech, dokud budoucí technologie nenajde způsob, jak zabránit plynu měnit klima.

Tento proces je však krátkodobým řešením a s výdaji bez návratnosti.

Místo toho je vyžadován ekonomicky životaschopný způsob využití oxidu uhličitého k získání cenných surovin.

To může být konečně dosaženo, protože studie provedená na univerzitě v Lyonu ve Francii vymyslela proces extrakce užitečných kovů z recyklovaných technologií, jako jsou baterie smartphonů.

To by nejen pomohlo vyřešit problém kovů, které se ukládají do podzemních vod ze skládek, ale mohlo by to poskytnout praktický zdroj surovin.

To je důležité, protože existuje řada obav týkajících se snižujících se dodávek prvků vzácných zemských elementů, jako je gallium a hafnium, jakož i kolísání cen a dlouhé dodavatelské řetězce pro základní látky, jako je měď a kobalt.

Chcete-li se dozvědět více o tomto tématu, přečtěte si: A Case Study Examining the Supply Chain of Two Key Rare Earth Elements nebo A Case Study on Indium.

Použitím CO2 jako látky k recyklaci surovin by nový proces mohl pomoci chemickému průmyslu, aby byl udržitelnější a byl výnosným byznysem. Jak Julien Leclaire, hlavní autor studie uvádí: „Současným získáváním kovů vstřikováním CO2 přidáte hodnotu procesu, o kterém je známo, že je nákladný.“

Tento proces byl nastíněn ve zprávě časopisu New Scientist, která vysvětluje, jak vědci „… shromáždili CO2 z výfukového plynu automobilu, ochladili ho a poté ho čerpali do směsi chemikálií nazývaných polyaminy. CO2 v kombinaci s polyaminy vytváří mnoho molekul různých tvarů a velikostí. “

Poté, „Tým zjistil, že tento proces může vyřešit směsi kovů, protože jeden kov se rozpustí v kapalině, zatímco druhý vytvoří pevnou látku. V řadě experimentů úspěšně oddělili lanthan, kobalt a nikl - všechny se používají v bateriích, chytrých telefonech, počítačích a magnetech. “

Proces extrakce surovin ze staré elektroniky v současné době využívá vysoce reaktivní chemikálie, jako jsou kyseliny. Jsou to drahé a potenciálně znečišťující látky. Jak uvádí Leclaire, používání CO2, „… by mohl být ekologičtější způsob recyklace baterií a jiných elektrických zařízení.“

Jiné přístupy k používání CO2 se často zaměřují na výrobu produktu, jako je plast, ale to je chemicky obtížné. Alternativně nový proces funguje více v souladu s tím, jak se CO2 chová přirozeně.

Jak Leclaire uzavírá, „namísto napodobování toho, co víme, jak dělat lépe a levněji s ropou, najdeme věci, které můžete dělat pouze s CO2.“

Chcete-li se dozvědět více o problému s emisemi CO2, přečtěte si: Jak může chemický průmysl snížit emise CO2 o 25%.

Fotografický kredit: Takepart, IEA, cen, Twitter, a TVsarawak, Pexels