人類文明的不斷推進(jìn)給地球帶來了沉重的負(fù)擔(dān)，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，全球每年出現(xiàn)13億噸食物垃圾和5000萬噸電子垃圾。

食物垃圾處理起來比較容易，但是電子垃圾卻往往令人頭痛。廢舊電池通常經(jīng)過極端加熱（超過500°C）進(jìn)行處理，以冶煉出一些貴重的金屬，但是這一過程往往會散發(fā)出有害有毒氣體。

近日，新加坡南洋理工大學(xué)的科學(xué)家們開發(fā)了一種新方法，利用果皮廢料從廢舊鋰離子電池中提取出重金屬，并利用這些重金屬制造出新的鋰離子電池。這項(xiàng)研究的結(jié)果發(fā)表在《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》上。

通過這種方法處理廢舊電池，不僅可以解決食物垃圾和電子垃圾的問題，并且該過程不會出現(xiàn)有害氣體，同時(shí)出現(xiàn)的固體殘留物也被認(rèn)為是無毒的，這表明該方法對環(huán)境無害。

南洋理工大學(xué)的研究人員表示，正在做進(jìn)一步的研究，以優(yōu)化這些由回收材料制成的新型電池的充放電循環(huán)性能。

棘手的廢舊電池回收難題

廢舊電池對環(huán)境影響巨大。科學(xué)調(diào)查表明，一顆普通電池被丟棄在大自然后，可以污染60萬升水，相當(dāng)于一個(gè)人一生的用水量，而我國每年要消耗這樣的電池大約70億只。

不僅僅是我國，這樣的問題同樣困擾著世界其他地方。因此，世界各地的研究人員都在研究各種處理廢舊電池的方法。

比如目前正在探索使用強(qiáng)酸溶液或弱酸溶液與過氧化氫提取金屬的替代方法，但這些方法仍會出現(xiàn)二次污染物，構(gòu)成健康和安全風(fēng)險(xiǎn)，或依賴于危險(xiǎn)且不穩(wěn)定的過氧化氫進(jìn)行處理。

通過工業(yè)方法回收出現(xiàn)有害污染物的電池廢料，即利用水作為提取溶劑的濕法冶金方法，正日益作為一種可能的替代方法加以探索。

這一過程首先將廢舊電池粉碎，形成一種被稱為黑色物質(zhì)的粉碎材料，然后，通過高溫將其溶解在強(qiáng)酸、弱酸及其他化學(xué)物質(zhì)（如過氧化氫）的混合物中，從黑色物質(zhì)中提取出有價(jià)值的金屬。

關(guān)于這種方式，南洋理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院和生物科學(xué)學(xué)院的DaltonTay助理教授表示，雖然相關(guān)于傳統(tǒng)方法而言這種方法更為環(huán)保，但是在工業(yè)規(guī)模上使用此類強(qiáng)化學(xué)物質(zhì)可能會出現(xiàn)大量的二次污染物，構(gòu)成重大的安全和健康風(fēng)險(xiǎn)。

而在這項(xiàng)最新論文中，研究小組發(fā)現(xiàn)，將經(jīng)過烤箱干燥并磨成粉末的橙皮與柑桔類水果中發(fā)現(xiàn)的一種弱有機(jī)酸——檸檬酸結(jié)合使用，可以達(dá)到相同的目標(biāo)。

低成本、可持續(xù)的方法

在實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)中，研究小組發(fā)現(xiàn)，他們的方法成功地從廢舊鋰離子電池中提取了大約90％的鈷、鋰、鎳和錳，這一效果與使用過氧化氫的方法相當(dāng)。

論文作者、南洋理工大學(xué)能源研究所ChorYongTay解釋道，這種方法的關(guān)鍵在于橘皮中的纖維素，在提取過程中，它被加熱后會轉(zhuǎn)化為糖。這些糖能促進(jìn)從電池廢料中回收金屬。

橘皮中天然存在的抗氧化劑，如類黃酮和酚酸，也有助于這種增強(qiáng)用途。更為重要的是，這種工藝出現(xiàn)的固體殘留物被發(fā)現(xiàn)是無毒的，這表明該方法對環(huán)境無害。

而且從回收的材料中，該研究團(tuán)隊(duì)組裝出新的鋰離子電池，顯示出與商用電池相似的充電能力。

研究人員表示，這表明新技術(shù)“在工業(yè)意義上回收廢舊鋰離子電池實(shí)際上是可行的”。進(jìn)一步的研究正在進(jìn)行中，以優(yōu)化這些由回收材料制成的新型電池的充放電循環(huán)性能。