人類文明的不斷推進給地球帶來了沉重的負擔(dān)，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計顯示，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，同時出現(xiàn)的固體殘留物也被認為是無毒的，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，或依賴于危險且不穩(wěn)定的過氧化氫進行處理。

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。

而在這項最新論文中，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)的一種弱有機酸——檸檬酸結(jié)合使用，可以達到相同的目標(biāo)。

低成本、可持續(xù)的方法

在實驗室的試驗中，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，該研究團隊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際上是可行的”。進一步的研究正在進行中，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。