Ультразвукове сканування-відома майбутнім батькам процедура, що дозволяє їм вперше побачити свою дитину. Але ультразвук може бути використаний і для зовсім інших цілей. Дослідники з королівського технологічного інституту kth в швеції представили звіт про перший ультразвуковому методі з вилучення цінних металів з акумуляторів електромобілів.
В рамках новаторської методики використовуються не тільки ультразвукові хвилі для процесу виділення металевих іонів з утилізованих акумуляторів, але і запропонований альтернативний варіант використання небезпечних для здоров’я хімічних речовин, таких як сірчана кислота. Це дозволяє скоротити час екстракції на 50% і підвищити ефективність регенерації іонів металів, таких як літій, кобальт, марганець і нікель, говорить ксіонг сяо, науковий співробітник відділу з полімерних матеріалів kth.
“основою майбутнього стійкого ринку акумуляторів стане раціональна переробка металів, що забезпечує безперервне постачання сировиною”, – говорить сяо. “переваги будуть поширюватися не тільки на електромобілі, але і на незліченні системи, які залежать від екологічно безпечного зберігання енергії – від мобільних телефонів до електричних мереж”.
За допомогою ультразвукових ванн надсилаються хвилі механічного тиску з певною частотою. В даному випадку дослідники використовували частоту 40 кгц – сигнал, що знаходиться далеко за межами слухового діапазону людини. Ці хвилі створюють мікропухирці, які розпадаються, створюючи локальну температуру майже 5 000c і виробляючи високо активні вільні радикали. Що виникає в результаті цього коливання збільшує перенесення маси в акумуляторних металах до такої міри, що для вилучення металів більше не потрібні агресивні хімікати.
Замість них можна використовувати більш м’які і екологічно безпечні кислоти, такі як лимонна і оцтова, говорить сяо.
Як повідомляється в журналі “зелена хімія”, метод дозволив досягти в середньому 97-відсоткового вилучення іонів металів, що значно вище, ніж при тих же умовах, коли використовувалося тільки традиційне механічне перемішування. Найбільша ступінь екстракції була досягнута для кобальту і нікелю – більше 99 відсотків, а літій і марганець були витягнуті з ефективністю 94-96 відсотків.
“за допомогою ультразвуку ксіонг сяо виявив спосіб усунути необхідність використовувати сильні кислоти, реакція яких практично некерована”, – говорить річард олссон, співавтор і викладач відділу полімерних матеріалів kth.
Наступним кроком дослідників буде подальша оптимізація методів застосування ультразвуку, таких як, використання різних рівнів інтенсивності і частоти, щоб домогтися більш швидкого вилучення цінних металів з акумуляторних батарей.
