С каждым годом энергонакопители на литиевых батареях становятся все совершеннее, но вместе с ними растет и гора отслуживших свое аккумуляторов. Если их просто выбросить, токсичные вещества отравят почву и воду. А ведь в этих батареях спрятано настоящее сокровище — кобальт, литий и другие ценные металлы. Ученые по всему миру ищут способы извлечь их безопасно и эффективно.

Недавно исследователи применили необычный метод — трибокатализ. Если по-простому, это когда трение материалов запускает химические реакции. Впервые эту технологию использовали для переработки катодов старых литиевых батарей. Расчеты и эксперименты подтвердили: метод работает. Оказалось, что во время трения образуются активные частицы, которые буквально «вытягивают» ионы металлов из отработанного материала.

Трибокатализ — процесс, при котором механическое трение между материалами (например, вращение шаров в мельнице) генерирует химически активные частицы, способные разрушать связи в сложных веществах — скажем, «разбирать» катод батареи на отдельные металлы.

Результаты опубликованы в издании Journal of Advanced Ceramics.

Сейчас чаще всего используют два способа переработки:

• Пирометаллургия — батареи сжигают при высоких температурах, но это требует огромных затрат энергии.
• Гидрометаллургия — металлы вымывают кислотами, но при этом выделяются ядовитые газы, а процесс получается сложным и многоступенчатым.

Трибокатализ решает эти проблемы, — говорит профессор Чанчжэн Ху из Гуйлиньского технологического университета. — Метод не только извлекает металлы с минимальными затратами, но и сокращает вред для экологии.

Это особенно важно сейчас, когда мир стремится к устойчивому развитию, а запасы ценных ресурсов тают на глазах.

Если технологию удастся масштабировать, это изменит правила игры в переработке аккумуляторов. Снизятся затраты на производство новых батарей — ведь кобальт и литий будут возвращать в цикл. Уменьшится зависимость от добычи редких металлов, которая часто связана с экологическим ущербом. И главное — сократится поток опасных отходов. Для стран вроде Китая или ЕС, где электротранспорт растет как на дрожжах, это критически важно.

Пока неясно, насколько метод экономически выгоден в промышленных масштабах. Трибокатализ требует специфического оборудования, а его эффективность в сравнении с традиционными методами нужно проверять на реальных производствах. Кроме того, в тексте ничего не сказано о том, как обрабатываются другие компоненты батарей — например, токсичный электролит.

Ранее стало известно, что Росатом создает замкнутый цикл по производству и переработке аккумуляторов.