Исследователи из Аргонны занимаются процессом ёмкостной деионизации для переработки аккумуляторов и биотоплива

В катодах аккумуляторов содержится кобальт, никель, марганец, которые сложно и дорого извлекать. Поэтому учёные годами искали методы по созданию новых аккумуляторов из отработанных. Обычно после окончания срока службы, аккумуляторы отправляются в пункты сбора, а затем на переработку, где их измельчают. Этот измельченный материал перерабатывается до «черной массы», которая содержит ценные металлы. Из неё их потом можно извлечь.

Ёмкостную деионизацию (CDI) специалисты впервые предложили в 1960 годах. Процесс работает посредством подачи низкого напряжения для мобилизации заряженных частиц из воды или раствора на электроды. CDI в первую очередь рассматривается в качестве технологии опреснения. Но она постепенно разрабатывается и модифицируется для других направлений использования. Например, для удаления лития из соляных растворов. Одним из современных перспективных подходов является использование самих материалов аккумуляторов в качестве электродов CDI для процессов обессоливания.

Переработка аккумуляторов требует разрушения и разделения крупных химических компонентов на основные элементы. В случае с ёмкостной деионизацией одним из основных преимуществ является её гибкость. Как говорят учёные, процесс можно использовать для работы с различными материалами. При этом можно контролировать скорость потока и время работы.

Процесс ёмкостной деионизации, который исследовательская группа использовала для переработки аккумуляторов, находит применение в других сферах, включая производство биоэнергии. Исследованием и разработкой процессов сепарации для преобразования биомассы в топливо занимается Консорциум биотехнологических сепараций. У него входит группа из шести национальных лабораторий США. Он был создан в 2016 году Управлением биоэнергетических технологий Министерства энергетики США в рамках Управления по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии.

В отличие технологии переработки аккумуляторов, которая нацелена на положительно заряженные ионы, производство биоэнергии требует поиска отрицательно заряженных молекул. И ёмкостная деионизация действует в качестве «когтя», который выбирает интересующие их молекулы. После разделения получаются универсальные соединения, которые могут быть преобразованы в углеводородное биотопливо. Например, это может быть экологически чистое авиационное топливо или возобновляемая дизельное топливо.