Двух зайцев одним выстрелом: ученые превратили использованные батарейки в топливо

Отходы батареек и аккумуляторов представляют серьезную угрозу окружающей среде, только в США ежегодно выбрасывается около 3 миллиардов батареек, образуя примерно 200 тысяч тонн опасных отходов.

• Самое большое насекомое на Земле страдает из-за любви людей к шоколаду: оно может исчезнуть

Детали

Выброшенные батареи содержат вредные вещества, угрожающие здоровью человека и экосистемам, и в то же время содержат ценные материалы, такие как никель (Ni), необходимые для производства новых батарей. Это делает необходимыми улучшенные методы переработки.

Чтобы решить эту проблему, исследователи Венского технического университета в Австрии нашли способ восстановления никеля из отработанных никель-металл-гидридных аккумуляторов и батареек (Ni-MH).

Переработав отходы аккумуляторов и используя алюминиевую фольгу, команда разработала нанокатализатор (вещество из наночастиц, увеличивающее скорость химической реакции), способный превращать углекислый газ (CO₂) в ценный метан.

Этот подход уменьшает загрязнение отходами, а также производит климатически нейтральное топливо, поскольку улавливание и превращение метана генерирует чистую энергию и помогает бороться с изменением климата.

Гюнтер Рупрехтер, профессор Венского института химии материалов и руководитель исследовательского проекта подчеркивает, что восстановление никеля из отработанных Ni-MH аккумуляторов является не только экологически выгодным, но и экономически важным. Он отмечает:

Современные батареи, такие как никель-металл-гидридные (Ni-MH) и литий-ионные батареи, состоят из разных компонентов, что делает процессы переработки и восстановления технологически сложными. Ненадлежащая утилизация может привести к утечке химикатов, пожарам и загрязнению.

Отработанные батареи и производственный лом в ЕС могут обеспечивать около 16 процентов спроса на никель к 2030 году. По словам Рупрехтера, этого будет достаточно для производства от 1,3 до 2,4 миллиона электромобилей ежегодно.

Переработка важна, но еще лучшим шагом является превращение добытого из отходов никеля в катализаторы, способные производить топливо. Австрийские ученые восстановили никель из отработанных Ni-MH батарей и глинозем (оксид алюминия) из использованной алюминиевой фольги, используя экологическую химию для создания высокоэффективного нанокатализатора в экологически чистом процессе.

По словам Руппрехтера, процесс работает без высокого давления или экстремальных температур, поскольку катализатор эффективно работает при атмосферном давлении и контролируемой температуре 250°C. Он состоит из 92-96 процентов оксида алюминия (Al₂O3) и 4-8 процентов никеля, что является оптимальным для превращения парникового газа CO2 вместе с водородом в метан.

Несмотря на то, что многие катализаторы со временем теряют эффективность из-за структурных изменений или накоплений углерода, в своем исследовании команда не выявила признаков дезактивации. Кроме того, команда предоставила приоритет замкнутому циклу, обеспечивая возможность переработки самого катализатора.

Ранее новое исследование ученых показало, что исторический египетский город Александрия, где родилась знаменитая царица Клеопатра, стремительно идет под воду. За последнее десятилетие скорость разрушения построек вдоль набережной древнего города выросла примерно с одной в год до 40 в год.