Revolutionair polymeer wint edelmetalen terug uit oplossingen!

Revolutionair polymeer wint edelmetalen terug uit oplossingen!

Onderzoekers van de Universiteit van Ulm hebben een nieuw polymeer ontwikkeld dat de terugwinning van edele metalen uit oplossingen radicaal zou kunnen veranderen. Dit innovatieve materiaal is in staat goud en palladium efficiënt te winnen. Het hoge zwavelgehalte van ongeveer 50 procent en de sponsachtige structuur van het polymeer spelen een cruciale rol in het prestatiespectrum. Het polymeer is ontwikkeld als onderdeel van de POLiS (Post Lithium Storage) Cluster of Excellence en de resultaten van dit onderzoek vonden hun plaats in het vakbladToegepaste Chemie Novit, Hoe uni-ulm.de gemeld.

De nieuwe thioorthoester-chemiebenadering, die ongebruikt is gebleven in de polymeerchemie, geeft het materiaal buitengewone eigenschappen. De structuur zorgt voor een hoge stabiliteit en onoplosbaarheid in water, terwijl het sterk gespleten oppervlak het bindvermogen aanzienlijk verbetert. Het polymeer kan palladium binden met een maximale bindingscapaciteit van 41,2 mg/g, wat bijna twee keer zoveel is als bestaande wegvangers. Ook opmerkelijk is het vermogen van het polymeer om giftige metalloïden zoals antimoon uit slakken van afvalverbrandingsinstallaties te verwijderen, met een opvangcapaciteit tot 2,23 mg/g.

Duurzaamheid en industriële toepassing

Een ander voordeel van het polymeer is het vermogen om tot 83 procent van de gebonden stoffen uit het materiaal los te maken. Dit zou de mogelijke toepassingen ervan in de industrie aanzienlijk kunnen uitbreiden. Buiten de terugwinning van edelmetalen is het polymeer ook getest als metaalvrije kathode in lithium-ionbatterijen. Hier demonstreerde het een stabiele capaciteit van ongeveer 100 mAh/g gedurende 1000 laad- en ontlaadcycli, zonder het gebruik van kritische metalen, wat resulteert in een lagere impact op het milieu. Het materiaal is geregistreerd voor patent en gesprekken met potentiële industriële partners voor verdere ontwikkeling zijn gepland om de toepassing ervan in de praktijk te bevorderen.

Uit onderzoek naar thio-esters blijkt dat deze verbindingen uniek en wijdverspreid van aard zijn. De afgelopen jaren is de belangstelling voor thioester-gefunctionaliseerde materialen toegenomen omdat ze toepassing vinden in responsieve polymeren, bioconjugaten en afbreekbare polymeren. Naast de synthese en polymerisatie van thioesterhoudende monomeren ontstaan ​​er nieuwe mogelijkheden in de polymeerchemie, zoals het gebruik van thiolen, aziden en andere verbindingen om op maat gemaakte materialen te creëren pubs.rsc.org.

Efficiënte recycling van lithium

In dezelfde adem als de ontwikkelingen op het gebied van polymeeronderzoek zijn ook de ontwikkelingen op het gebied van batterijrecyclingtechnologie belangrijk. Bij het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) is een nieuw recyclingproces ontwikkeld dat het mogelijk maakt om tot 70 procent lithium uit batterijafval terug te winnen. Deze methode combineert mechanische processen met chemische reacties en vereist geen hoge temperaturen of agressieve chemicaliën. Het proces is ontwikkeld in samenwerking met EnBW Energie Baden-Württemberg AG, met als doel een kosteneffectieve, energie-efficiënte en milieuvriendelijke recycling van lithium-ionbatterijen te bereiken.

Momenteel worden voornamelijk nikkel, kobalt, koper, aluminium en staal teruggewonnen uit batterijafval, terwijl de terugwinning van lithium als duur en niet erg winstgevend wordt beschouwd. De nieuwe mechanochemische benaderingen die bij recycling worden gebruikt, beloven hogere opbrengsten met minder inspanning, waardoor niet alleen de efficiëntie maar ook de duurzaamheid van het recyclingproces toeneemt. Het proces zou in de nabije toekomst op industriële schaal kunnen worden toegepast, omdat vanwege de voortschrijdende elektromobiliteit grote hoeveelheden batterijen nodig zijn voor recycling. kit.edu gemeld.