Το επαναστατικό πολυμερές ανακτά πολύτιμα μέταλλα από διαλύματα!

Το επαναστατικό πολυμερές ανακτά πολύτιμα μέταλλα από διαλύματα!

Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Ulm ανέπτυξαν ένα νέο πολυμερές που θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στην ανάκτηση πολύτιμων μετάλλων από διαλύματα. Αυτό το καινοτόμο υλικό είναι σε θέση να εξάγει αποτελεσματικά χρυσό και παλλάδιο. Η υψηλή περιεκτικότητα σε θείο περίπου 50 τοις εκατό και η δομή που μοιάζει με σφουγγάρι του πολυμερούς παίζουν καθοριστικό ρόλο στο φάσμα της απόδοσής του. Το πολυμερές αναπτύχθηκε ως μέρος του POLiS (Post Lithium Storage) Cluster of Excellence και τα αποτελέσματα αυτής της έρευνας βρήκαν τη θέση τους στο εξειδικευμένο περιοδικόΕφαρμοσμένη Χημεία Novit, Πώς uni-ulm.de αναφέρθηκε.

Η νέα προσέγγιση χημείας θειοορθοεστέρα, η οποία έχει παραμείνει αχρησιμοποίητη στη χημεία των πολυμερών, δίνει στο υλικό εξαιρετικές ιδιότητες. Η δομή εξασφαλίζει υψηλή σταθερότητα και αδιαλυτότητα στο νερό, ενώ η επιφάνεια με υψηλή ρωγμή βελτιώνει σημαντικά τη συνδετική ικανότητα. Το πολυμερές μπορεί να δεσμεύσει παλλάδιο με μέγιστη ικανότητα δέσμευσης 41,2 mg/g, που είναι σχεδόν διπλάσια από τα υπάρχοντα σαρωτές. Αξιοσημείωτη είναι επίσης η ικανότητα του πολυμερούς να απομακρύνει τοξικά μεταλλοειδή όπως το αντιμόνιο από τη σκωρία της μονάδας αποτέφρωσης απορριμμάτων, με ικανότητα δέσμευσης έως και 2,23 mg/g.

Αειφορία και βιομηχανική εφαρμογή

Ένα άλλο πλεονέκτημα του πολυμερούς είναι η ικανότητα απελευθέρωσης έως και 83 τοις εκατό των δεσμευμένων ουσιών από το υλικό. Αυτό θα μπορούσε να επεκτείνει σημαντικά τις πιθανές χρήσεις του στη βιομηχανία. Εκτός από την ανάκτηση πολύτιμων μετάλλων, το πολυμερές έχει επίσης δοκιμαστεί ως κάθοδος χωρίς μέταλλα σε μπαταρίες ιόντων λιθίου. Εδώ έδειξε σταθερή χωρητικότητα περίπου 100 mAh/g σε 1000 κύκλους φόρτισης και εκφόρτισης, χωρίς τη χρήση κρίσιμων μετάλλων, γεγονός που έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Το υλικό έχει καταχωριστεί για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας και προγραμματίζονται συζητήσεις με πιθανούς βιομηχανικούς εταίρους για περαιτέρω ανάπτυξη για την προώθηση της εφαρμογής του στην πράξη.

Η έρευνα για τους θειοεστέρες δείχνει ότι αυτές οι ενώσεις είναι μοναδικές και ευρέως διαδεδομένες στη φύση. Τα τελευταία χρόνια, το ενδιαφέρον για τα λειτουργικά με θειοεστέρες υλικά έχει αυξηθεί καθώς βρίσκουν εφαρμογή σε αποκριτικά πολυμερή, βιοσυζεύγματα και αποικοδομήσιμα πολυμερή. Πέρα από τη σύνθεση και τον πολυμερισμό μονομερών που περιέχουν θειοεστέρα, αναδεικνύονται νέες δυνατότητες στη χημεία των πολυμερών, όπως η χρήση θειόλων, αζιδίων και άλλων ενώσεων για τη δημιουργία εξατομικευμένων υλικών pubs.rsc.org.

Αποτελεσματική ανακύκλωση λιθίου

Παράλληλα με τις εξελίξεις στον τομέα της έρευνας πολυμερών, η πρόοδος στην τεχνολογία ανακύκλωσης μπαταριών είναι επίσης σημαντική. Μια νέα διαδικασία ανακύκλωσης αναπτύχθηκε στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καρλσρούης (KIT) που καθιστά δυνατή την ανάκτηση έως και 70 τοις εκατό λιθίου από τα απόβλητα μπαταριών. Αυτή η μέθοδος συνδυάζει μηχανικές διεργασίες με χημικές αντιδράσεις και δεν απαιτεί υψηλές θερμοκρασίες ή επιθετικές χημικές ουσίες. Η διαδικασία αναπτύχθηκε σε συνεργασία με την EnBW Energie Baden-Württemberg AG, με στόχο την επίτευξη οικονομικής, ενεργειακά αποδοτικής και φιλικής προς το περιβάλλον ανακύκλωσης των μπαταριών ιόντων λιθίου.

Επί του παρόντος, κυρίως νικέλιο, κοβάλτιο, χαλκός, αλουμίνιο και χάλυβας ανακτώνται από τα απόβλητα μπαταριών, ενώ η ανάκτηση λιθίου θεωρείται δαπανηρή και όχι ιδιαίτερα επικερδής. Οι νέες μηχανοχημικές προσεγγίσεις που χρησιμοποιούνται στην ανακύκλωση υπόσχονται υψηλότερες αποδόσεις με λιγότερη προσπάθεια, αυξάνοντας όχι μόνο την αποτελεσματικότητα αλλά και τη βιωσιμότητα της διαδικασίας ανακύκλωσης. Η διαδικασία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε βιομηχανική κλίμακα στο εγγύς μέλλον, καθώς απαιτούνται μεγάλες ποσότητες μπαταριών για ανακύκλωση λόγω της προηγμένης ηλεκτροκίνησης κιτ.edu αναφέρθηκε.