Учёные из США разработали технологию, которая позволяет превращать использованные аккумуляторы электромобилей удобрения. Метод основан на хорошо известном процессе ионного обмена: из катодного материала батареи на основе литий-железо-фосфата (LFP) извлекается литий, который заменяется калием.
После обработки остаются элементы — фосфор, калий и азот, — являющиеся ключевыми компонентами большинства минеральных удобрений.
Эта стратегия, предложенная профессором машиностроения Университета Висконсин-Милуоки Деяном Цю (Deyang Qu), может превратить надвигающийся кризис утилизации аккумуляторов в экологическую и экономическую возможность.
Как работает новая технология
Главная идея состоит в том, чтобы использовать ионный обмен для извлечения лития из батарейных материалов. При этом оставшиеся соединения можно переработать в составы, пригодные для сельского хозяйства.
Сегодня переработка литий-железо-фосфатных аккумуляторов нерентабельна: стоимость процесса превышает ценность извлекаемых элементов. Более того, их утилизация требует специальной обработки и больших расходов. Новый метод делает переработку экономически целесообразной, превращая отходы в продукт с высокой рыночной стоимостью.
Проект получил финансирование из внутреннего гранта Discovery and Innovation Университета Висконсин-Милуоки и поддержку Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США (USDA). Принципиальная работоспособность технологии уже подтверждена экспериментально.
Почему это важно
По словам профессора Цю, «сейчас переработка батарей обходится дороже, чем стоимость извлекаемых материалов. Но если превратить эти элементы в удобрения, мы не только уменьшаем количество отходов, но и поддерживаем сельское хозяйство — как в Висконсине, так и за его пределами».
Учёные отмечают, что производство удобрений из переработанных батарей позволит создать внутренний источник необходимых минеральных компонентов. В настоящее время большинство сырья для удобрений импортируется, а новая технология снизит зависимость от внешних поставок и энергозатраты на добычу и транспортировку.
Кроме того, удобрения — продукт с высоким спросом и важнейший фактор обеспечения продовольственной безопасности. Таким образом, технология способна принести экономическую выгоду и одновременно решить экологическую проблему утилизации.
Следующий этап проекта — масштабное производство полученного удобрения и проведение полевых испытаний в сравнении с традиционными составами.
«Когда мы получим поддержку для промышленного разделения и переработки, продолжим сотрудничество с USDA, чтобы произвести достаточно материала для теста на одном акре томатов», — рассказал профессор Цю.
Результаты испытаний позволят представить разработку крупным агрохимическим компаниям и вывести технологию на рынок.
Метод особенно актуален сейчас, когда мир готовится к росту объёмов отслуживших литий-ионных батарей, срок службы которых обычно не превышает 10 лет.
