Двох зайців одним пострілом: вчені перетворили використані батарейки у паливо

Відходи батарейок та акумуляторів становлять серйозну загрозу навколишньому середовищу, лише в США щороку викидається близько 3 мільярдів батарейок, утворюючи приблизно 200 тисяч тонн небезпечних відходів.

• Найбільша комаха на Землі страждає через любов людей до шоколаду: вона може зникнути

Деталі

Викинуті батареї містять шкідливі речовини, які загрожують здоров’ю людини та екосистемам, і водночас містять цінні матеріали, як-от нікель (Ni), необхідні для виробництва нових батарей. Це робить необхідними покращені методи перероблення.

Щоб вирішити цю проблему, дослідники Віденського технічного університету в Австрії знайшли спосіб відновлення нікелю з відпрацьованих нікель-метал-гідридних акумуляторів та батарейок (Ni-MH).

Переробивши відходи акумуляторів і використовуючи алюмінієву фольгу, команда розробила нанокаталізатор (речовину з наночастинок, яка збільшує швидкість хімічної реакції) здатний перетворювати вуглекислий газ (CO₂) на цінний метан.

Цей підхід зменшує забруднення відходами, а також виробляє кліматично нейтральне паливо, оскільки вловлювання та перетворення метану генерує чисту енергію та допомагає боротися зі зміною клімату.

Гюнтер Рупрехтер професор Віденського інституту хімії матеріалів і керівник дослідницького проєкту, підкреслює, що відновлення нікелю з відпрацьованих Ni-MH акумуляторів є не лише екологічно вигідним, але й економічно важливим. Він зазначає:

Сучасні батареї, такі як нікель-метал-гідридні (Ni-MH) і літій-іонні батареї, складаються з різних компонентів, що робить процеси переробки та відновлення технологічно складними. Неналежна утилізація може призвести до витоку хімікатів, пожеж і забруднення.

Відпрацьовані батареї та виробничий брухт у ЄС можуть забезпечувати близько 16 відсотків попиту на нікель до 2030 року. За словами Рупрехтера, цього буде достатньо для виробництва від 1,3 до 2,4 мільйона електромобілів щороку.

Переробка є важливо, але ще кращим кроком є перетворення добутого з відходів нікелю на каталізатори, здатні виробляти паливо. Австрійські вчені відновили нікель із відпрацьованих Ni-MH батарей і глинозем (оксид алюмінію) із використаної алюмінієвої фольги, використовуючи екологічну хімію для створення високоефективного нанокаталізатора у екологічно чистому процесі.

За словами Руппрехтера, процес працює без високого тиску або екстремальних температур, оскільки каталізатор ефективно працює при атмосферному тиску та контрольованій температурі 250°C. Він складається з 92-96 відсотків оксиду алюмінію (Al₂O3) і 4-8 відсотків нікелю, що є оптимальним для перетворення парникового газу CO2 разом з воднем у метан.

Попри те, що багато каталізаторів з часом втрачають ефективність через структурні зміни або накопичення вуглецю, у своєму дослідженні команда не виявила ознак дезактивації. Крім того, команда надала пріоритет замкнутому циклу, забезпечуючи можливість переробки самого каталізатора.

Раніше нове дослідження вчених виявило, що історичне єгипетське місто Александрія, де народилася славнозвісна цариця Клеопатра, стрімко йде під воду. За останнє десятиліття швидкість руйнування будівель уздовж набережної стародавнього міста зросла приблизно з одної на рік до 40 на рік.