Veidnes kā akumulatoru pārstrādātājs

Sēnīšu kolonijas iegūst vērtīgus metālus no vecām litija jonu baterijām

Baterijas, īpaši litija jonu akumulatori, satur vērtīgas metāla izejvielas - veidnes var palīdzēt tās atgūt. © Farzina Salimi / domubiedrs
lasīt skaļi

Palīgi no dabas: nākotnē pelējuma sēnītes varētu palīdzēt atgūt vērtīgos metālus no vecām baterijām. Kā rāda eksperiments, šīs sēnes no izlietotajām litija jonu baterijām var iegūt līdz 85 procentiem litija un 48 procentiem kobalta. Kā norāda pētnieki, šī bioloģiskā ieguve ir lēta un daudz videi draudzīgāka nekā iepriekš izmantotās metodes.

Neatkarīgi no tā, vai tas ir viedtālrunis, klēpjdators vai fotokamera, tie visi satur litija jonu baterijas - un šīs baterijas kopā ar vērtīgajām sastāvdaļām galu galā nonāk atkritumos. Lai gan jau ir skaidrs, ka nākotnē draud litija deficīts, līdz šim tikai neliela daļa no litija jonu akumulatoru metāla izejvielām tiek pārstrādāta.

Palīdzība no dabas

"Tāpēc steidzami ir vajadzīga metode litija un kobalta efektīvai reģenerācijai no izlietotajām litija jonu baterijām, " skaidro Džefrijs Kaunheims no Dienvidfloridas universitātes. Problēma šeit: Līdz šim šo metālu ieguvei no baterijām ir nepieciešama augsta temperatūra un kodīgas ķīmiskas vielas - tas ir sarežģīts un nav videi draudzīgs.

Bet pētnieki tagad ir atklājuši palīgus no dabas, kas nākotnē varētu padarīt šo metāla pārstrādi daudz vieglāku un videi draudzīgāku. Jau sen ir zināms, ka dažas baktērijas un sēnītes dabiski apstrādā smago metālu savienojumus, lai no tiem iegūtu enerģiju. Vai trīs no šiem "metālu ēdājiem" no akumulatoriem var izdalīt litiju un kobaltu, Cunningham un viņa kolēģi tagad ir pārbaudījuši.

Pulverizēti akumulatoru katodi kā sēņu ēdiens

Pētnieki izvēlējās trīs izplatītas pelējuma sēnītes: Aspergillus niger, Penicillium simplicissimum un Penicillium chrysogenum. "Mēs izvēlējāmies šīs sugas, jo tās jau ir pierādījušas, ka ir efektīvas metāla savācējas cita veida atkritumu izstrādājumos, " skaidro Cunningham. "Sēnes ražo organiskās skābes, un šīs skābes metālus izšķīdina no materiāliem." Displejs

Sēnītes Aspergillus niger, Penicillium simplicissimum un Penicillium chrysogenum var iegūt litiju un kobaltu no akumulatora katoda. Aldo Lobos

Pārbaudei pētnieki vispirms pulverizēja veco bateriju katodus un tādējādi detaļas, kas satur vērtīgos metālus. Šis pulveris viņiem deva barības vielu ar sēnēm. "Sēnīšu, to ražoto skābju un katodu pulvera mijiedarbība ekstrahē vērtīgu litiju un kobaltu, " saka Cunningham.

Līdz 85 procentiem no ekstrahētā litija

Un patiešām: kā ziņo pētnieki, veidnes ieguva līdz 85 procentiem litija no akumulatoru katodiem un līdz 48 procentiem no kobalta. Sēnes to panāca galvenokārt ar to ražoto skābeņskābes un citronskābes palīdzību. Trešā skābe, glikonskābe, izrādās mazāk efektīva.

Pēc sēnīšu darba metālus izšķīdina šķidrā, skābā vidē. Nākamais solis ir litija un kobalta atdalīšana no šī šķīduma. "Mums jau ir dažas idejas, kā to izdarīt, " saka Cunningham. "Lielākais solis uz priekšu ir metāla ieguve, ko veic sēnītes."

Pēc pētnieku domām, šī pārstrādes metode varētu nogalināt divus putnus ar vienu akmeni: tā palīdz vairāk izlietoto bateriju izvest no poligoniem un atkritumu sadedzināšanas iekārtām un tā vietā pārstrādāt to izejvielas. Tas būtu nepieciešams, jo tikai nesen tika veikts pētījums, kas pierādīja, ka elektronisko atkritumu pārstrāde Eiropā gandrīz nedarbojas. Tajā pašā laikā sēnīšu metode varētu palīdzēt palielināt steidzami nepieciešamā litija krājumus. (Amerikas Ķīmiskās biedrības 252. Nacionālā sapulce un izstāde)

(Amerikas ķīmijas biedrība, 22.08.2016. - NPO)