A equipe demonstrou o conceito usando casca de laranja. Com isso ele recuperou os metais preciosos do lixo da bateria de forma eficiente. Ele então fez baterias funcionais a partir desses metais recuperados, criando um desperdício mínimo no processo.
Os cientistas dizem que essa abordagem de resíduos para recursos aborda resíduos de alimentos e eletrônicos, reciclando baterias e apoiando o desenvolvimento de uma economia circular de desperdício zero.
Uma economia em que os recursos são mantidos em uso pelo maior tempo possível.
Estima-se que 1,3 bilhão de toneladas de resíduos alimentares e 50 milhões de toneladas de lixo eletrônico são gerados globalmente a cada ano.
Reciclar baterias, o tratamento convencional
As baterias gastas são geralmente tratadas com calor extremo (acima de 500 ° C) para derreter metais preciosos, que emitem gases tóxicos perigosos. Abordagens alternativas estão sendo estudadas que usam soluções de ácidos fortes ou soluções de ácidos mais fracos com peróxido de hidrogênio para extrair metais. No entanto, essas soluções de reciclagem de baterias ainda produzem poluentes secundários que representam riscos à saúde e à segurança.
Professor Madhavi Srinivasan ele é codiretor do laboratório da Aliança para Pesquisa em Economia Circular da NTU Cingapura-CEA (NTU SCARCE).
Ele disse: "Os processos atuais de reciclagem de lixo eletrônico industrial consomem muita energia e emitem poluentes nocivos e resíduos líquidos. Isso indica uma necessidade urgente de métodos ecologicamente corretos à medida que a quantidade de lixo eletrônico aumenta. Nossa equipe demonstrou que é possível para fazer isso com substâncias biodegradáveis. Esses resultados são baseados em nosso trabalho no laboratório SCARCE dentro do NTU Energy Research Institute (ERI @N).
O laboratório SCARCE foi criado para desenvolver formas mais ecológicas de reciclar baterias e outros resíduos eletrônicos."
Professor Dalton Tay da NTU School of Materials Science and Engineering e School of Biological Sciences disse: "Em Cingapura, um país com recursos escassos, esse processo de mineração urbana para extrair metais preciosos de todos os tipos de resíduos eletrônicos se torna muito importante. estamos abordando o problema do esgotamento de recursos mantendo esses metais preciosos em uso o máximo possível, mas também o problema do lixo eletrônico e o acúmulo de resíduos alimentares, ambos uma crise global crescente ".
Os resultados foram publicados na revista científica Environmental Science & Technology.
Uma abordagem sustentável de baixo custo
Com a reciclagem de resíduos de baterias gerando poluentes nocivos, a hidrometalurgia, que utiliza a água como solvente para extração, vem sendo cada vez mais explorada como uma possível alternativa.
Este processo envolve primeiro a trituração e trituração do bateria usado para formar um material fragmentado denominado massa negra. Os pesquisadores então extraem metais preciosos da massa negra, dissolvendo-os em uma mistura de ácidos fortes ou ácidos fracos mais outros produtos químicos, como o peróxido de hidrogênio, antes de precipitar os metais.
Embora mais verde do que os métodos convencionais, o uso de produtos químicos tão fortes em escala industrial pode gerar uma quantidade substancial de poluentes secundários, apresentando riscos significativos à segurança e à saúde.
A equipe da NTU descobriu que combinar casca de laranja seca no forno em pó e ácido cítrico, um ácido orgânico fraco encontrado em frutas cítricas, pode atingir o mesmo objetivo.
Testes laboratoriais
Em experimentos de laboratório, a equipe descobriu que sua abordagem extraiu com sucesso cerca de 90% de cobalto, lítio, níquel e manganês de baterias gastas de íon-lítio, uma eficácia comparável à abordagem usando peróxido de hidrogênio.
Reciclagem de pilha com casca de fruta: como funciona?
A chave está na celulose encontrada na casca da laranja, que é convertida em açúcares durante o processo de extração. Esses açúcares melhoram a recuperação de metais de resíduos de bateria. Os antioxidantes naturais encontrados na casca de laranja, como flavonóides e ácidos fenólicos, contribuem ainda mais para a eficiência.”
Tem mais. Os resíduos sólidos gerados por este processo mostraram-se atóxicos. Este método é ecologicamente correto.
Do antigo para o novo
A partir dos materiais recuperados, os pesquisadores montaram novas baterias de íons de lítio. Baterias que mostraram capacidade de carga semelhante às comerciais.
Outras pesquisas estão em andamento. O objetivo é otimizar o desempenho do ciclo de carga-descarga dessas baterias feitas com materiais recuperados.
Isso sugere que essa nova tecnologia é “praticamente viável para a reciclagem de baterias de íons de lítio em escala industrial”.
A equipe agora está procurando melhorar ainda mais o desempenho das baterias geradas por resíduos de baterias tratadas.
Desenvolvimentos futuros
Essa abordagem de resíduos para recursos também pode ser estendida a outros tipos de resíduos de frutas e vegetais ricos em celulose. Essa abordagem pode contribuir muito para a nova economia circular do lixo eletrônico.
